Micro-Inversor Fotovoltaico Isolado com Indutores Divididos e Acoplados

Descrição

Gerações renováveis, especialmente a geração solar fotovoltaica, necessitam de uma boa qualidade da forma de onda da tensão e corrente as conectam à rede. Distorções harmônicas na tensão e corrente que conectam essas fontes renováveis à rede resultam em enormes custos de instalação ou, até mesmo, multas pela concessionário por injeção de harmônicos e reativos na sua rede de distribuição. Cogitando a alta penetração de aplicações fotovoltaicas residenciais, o desenvolvimento de conversores CC/CA monofásicos isolados de alto ganho conectados à rede elétrica está no foco de pesquisa de empresas e centros acadêmicos há várias décadas. Com o advento da eletrônica de potência, o processamento da energia elétrica tornou-se mais eficaz, versátil e eficiente. O principal elemento responsável por fazer o processamento de energia elétrica é o conversor. O conversor utiliza elementos reativos e de chaveamento ativo e passivo. O principal conversor responsável por gerar a forma de onda adequada para alimentar a carga ou conexão à rede é chamado inversor de energia, ou conversor CC/CA de dois níveis ou multinivel. Desta forma, topologias de conversores CC/CA monofásicos isolados serão estudados neste projeto, dando-se ênfase aos conversores baseados na topologia com indutor dividido/acoplado. Estas topologias possuem as vantagens de diminuirem/eliminarem o tempo morto e oferecerem forte proteção contra problemas de curto-circuito, melhoram o desempenho harmônico, reduzirem o filtro de entrada, diminuem estresse de tensão nos componentes, elevam a capacidade de processamento de potência, limitam o transiente de tensão $dv/dt$, reduzem perdas, elevam eficiência e reduzirem tensões de modo comum. Em geral, estas topologias substituírão o volumoso e pesado transformador de baixa frequência por transformadores de alta frequência. O uso dessa topologia é proposto para aplicações onde a densidade de potência, custo, peso/volume e confiabilidade são fatores críticos. Essas características tornam os micro-inversores monofásicos isolados com indutor dividido/acoplado bastante interessantes em aplicações de geração solar fotovoltaica. Serão inseridas melhorias aos conversores e ao seus controles para uma melhor confiabilidade e eficiência de suas operações.