Código:
5160

Título do Artigo:
DESENVOLVIMENTO DE EMULADOR FOTOVOLTAICO PARA USO EM LABORATÓRIO NO ENSINO DE ENGENHARIA;

Autores:
JOSE WIGNER QUINTINO BINDACCO, ANA CAROLINA CARVALHO CASSIANO, NETALIANNE MITCHELLE FAGUNDES HERINGER, BRUNO NEVES AMIGO;

Baixar

Evento:
COBENGE24

Área:
[29] 07. Formação Pedagógica dos Professores

Sub-área:
[105] 07.1. Iniciativas inovadoras de formação

Resumo:
Este artigo apresenta um trabalho desenvolvido no Ifes campus Guarapari para incentivar os estudos de tecnologias de sistemas fotovoltaicos no curso de Engenharia do campus. A montagem de laboratório e o desenvolvimento de pesquisas nessa área podem ser custosas, inviabilizando estudos em níveis de graduação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um emulador de arranjos fotovoltaicos (FV) de baixo custo. Esse sistema reproduz o comportamento de arranjos FV, utilizando componentes eletrônicos para o desenvolvimento do emulador, o que diminui o investimento financeiro. O emulador é composto por um conversor CC-CC Buck controlado em corrente, em que a chave é acionada por meio de um microcontrolador. O sinal de referência do controle é viabilizado por um modelo matemático, cujo objetivo é reproduzir as características de um conjunto de módulos escolhido pelo usuário. A corrente calculada depende do ponto de operação do sistema, que é definido a partir da tensão de operação dos módulos emulados (tensão de saída do conversor) e dos valores de irradiância e temperatura do ambiente, fornecidos pelo usuário. Para facilitar a visualização e interação com o usuário foi desenvolvido uma interface no MATLAB®. O microcontrolador utilizado no projeto foi a ESP32. A partir de uma simulação inicial realizada no Simulink®, foi possível levantar a curva característica corrente por tensão do módulo FV escolhido, e comparar com a curva de referência. Neste experimento obteve-se valores de erro menor que 1,01%. O mesmo experimento foi realizado após a montagem física do sistema, tendo o emulador apresentado o maior erro percentual de 3,946% e o menor de 0,178%. Por fim, o emulador também foi submetido a diferentes valores de referência de corrente, apresentando boa resposta de controle, apesar de alguns ruídos. Conclui-se que esse projeto pode ser reproduzido no meio acadêmico por estudantes e pesquisadores viabilizando um aprendizado em energia renovável e sustentabilidade com baixo custo e simplicidade.

Palavras-chaves:
Emulador Fotovoltaico, Conversor Buck. Arranjo Fotovoltaico, Fontes Renováveis, Sustentabilidade.