Controlador digital de tensão de conversor boost de alto ganho aplicado a sistema fotovoltaico para bombeamento de água

Abstract

O Nordeste do Brasil é uma região que se destaca no país por possuir o maior potencial anualemenergiasolareapresentarmenorvariabilidadeinter-anualdasmédiasdeirradiação solar global (5,7 a 6,1 kWh/m2). Neste trabalho é sugerido um sistema de bombeamento solar fotovoltaico (FV) autônomo sem o uso de baterias composto de painéis FV, conversor CC-CC boost de alto ganho de tensão baseado na célula de comutação de três estados (AGT-CCTE), conversor CC-CA de frequência variável e motobomba submersa. No estudo o foco principal é o desenvolvimento de um controlador digital para o conversor CC-CC boost AGT-CCTE. Dessa forma durante os períodos de irradiância suficiente o sistema é capaz de acumular água em um reservatório elevado tipicamente residencial, possibilitando assim a utilização da água em momentos de sombreamento ou ausência total do sol. Com a utilização do conversor CC-CC boost AGT-CCTE é possível realizar a adequação de potência entre os painéis FV e o conversor CC-CA reduzindo assim o número de painéis FV utilizados. Deste modo, é exposta a metodologia adotada para a modelagem e para o projeto do controlador digital Proporcional-Integrador (PI) do conversor em estudo. Através de simulações computacionais e de ensaios experimentais verifica-se o comportamento do conversor CC-CC boost AGT-CCTE diante de situações distintas de operação, possibilitando a avaliação do desempenho do mesmo. Com os resultados experimentais é observado que o conversor CC-CC boost AGT-CCTE utilizado apresenta um rendimento de 92,52 % e o rendimento global do sistema de bombeamento de água é de 1,11 % para as potências máximas dos painéis FV. Durante os períodos de máxima irradiância o sistema de bombeamento apresenta uma vazão máxima de 1400 l/h a uma pressão de 12 mca. Palavras-chaves: bombeamento de água, controlador digital, conversor boost, painel fotovoltaico