Modular Architecture with Power Optimizers for Photovoltaic Systems

Silva, João Lucas de Souza; Moreira, Hugo Soeiro; Mesquita, Daniel Bastos de; Cavalcante, Michelle Melo; Villalva, Marcelo Gradella

doi:10.1109/sest.2019.8849056

Cited by 5 publications

(5 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The Power optimizer is a DC/DC converter integrated with each solar-PV modules, that tries to capture MPPT and reduce losses [8] [9]. The PV-battery series inverter architecture proposed in [10] used for the partial-power processing universal dc-dc optimizer to have flexible battery current control and extended PV MPPT control range.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Performance analysis of solar PV based DC optimizer distributed system with simplified MPPT method

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

The proposed work focuses on the design and development of solar photovoltaic (PV) based DC optimizer distributed the system to enable individual maximum power point tracking (MPPT) in solar panels. This DC optimizer distributed system avoids mismatch losses and hot spots in solar PV panels during partial shadow conditions. A novel PI controller based fractional open circuit voltage MPPT method to extract the maximum power has been designed and discussed in this work. The entire system has been designed and modeled in MATLAB/Simulink and the same has been validated in hardware experimentation under varying environmental conditions. The results prove that the proposed system has fast voltage and current settling time with minimum oscillation and is cost-effective as it uses only a voltage sensor eliminating the use of the current sensor.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Performance analysis of solar PV based DC optimizer distributed system with simplified MPPT method

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Além disso, a maioria dos inversores faz uso de algoritmos de MPPT simples, que não conseguem garantir a máxima eficiência em situações de sombreamento parcial (Moreira, 2019), fenômeno que acontece durante a operação do sistema FV, aumentando ainda mais a limitação da potência produzida em determinados cenários. Entretanto, devido o baixo custo do investimento inicial e potencialidades em situações em que os módulos dificilmente são afetados por sombreamento (Silva, 2019b), a arquitetura convencional é a mais escolhida pelos integradores FV de modo a obter o menor orçamento possível para convencer o cliente.…”

Section: Arquiteturas Fotovoltaicasunclassified

“…1 (c) apresenta a arquitetura com POPS. A arquitetura com POPS se diferencia da convencional por adicionar conversores CC/CC modulares, com algoritmo de rastreamento do ponto de máxima potência (maximum power point tracking -MPPT) antes do inversor FV (Silva, 2019b). Dessa forma, é possível melhorar o desempenho do sistema FV por mitigar as perdas por mismatch.…”

Section: Arquiteturas Fotovoltaicasunclassified

Avaliação do custo de arquiteturas fotovoltaicas para uma planta residencial em diferentes localidades no Brasil

Anais Congresso Brasileiro De Energia Solar - CBENS

View full text Add to dashboard Cite

Com o desafio de decidir entre diversas arquiteturas fotovoltaicas (FV) disponíveis, se faz necessário estudar fatores que comparem arquiteturas, como desempenho, adaptabilidade ao local de instalação, recursos e custo. Quanto ao custo, muitos integradores realizam a comparação de diferentes arquiteturas FV com a relação preço por potência instalada, o que pode não ser válido verificando os benefícios em relação ao desempenho do sistema FV, bem como, a outras peculiaridades oferecida por cada arquitetura FV. Neste ensejo, o presente artigo tem como objetivo avaliar o custo das principais arquiteturas FV disponíveis no mercado, com foco nas arquiteturas modulares, que são compostas por microinversores ou otimizador de potência para sistemas fotovoltaicos (Power Optimizer for Photovoltaic Systems -POPS), em comparação com a arquitetura convencional (inversor string ou central). Para tanto, são realizadas diversas simulações de um cenário, com as três arquiteturas, sem e com sombreamento, e em diferentes localidades do Brasil. Posteriormente, uma figura de mérito relacionando o custo da arquitetura FV com a geração de energia anual é apresentado, fornecendo para literatura uma margem de custos para cada arquitetura perante diferentes condições. Como resultado, é visto que em condições de sombreamento, a arquitetura com POPS, pode obter melhor custo-geração do que a arquitetura convencional. Logo, é recomendável sempre realizar simulações FV computacionais considerando as características do local em que o sistema FV será instalado, assim pode-se estimar precisamente qual será a melhor arquitetura FV.

show abstract

“…de um determinado SFV, além de rastrear o MPP individual ou em pequenos grupos.Secundariamente, os otimizadores trouxeram outras potencialidades aos SFCR como: a capacidade de monitorar individualmente os módulos FV; aumentar a segurança das instalações; desligar individualmente os módulos FV para manutenção; aumentar a vida útil do SFV; prever e identiĄcar falhas à nível modular automaticamente ou manualmente; entre outros[17,52,84]. Dessa forma, as potencialidades acabaram sendo fatores cruciais para os integradores justiĄcarem o uso de arquiteturas FV com otimizadores, e mesmo com um custo mais elevado que a arquitetura convencional chamou atenção do mercado, e é tema de pesquisa em diversos trabalhos como [17Ű25], com diversas nomenclaturas assim é obtido na entrada do inversor FV um conjunto de otimizadores com corrente e tensão reguladas eletronicamente, ao invés dos módulos FV conectados diretamente ao inversor FV.…”

unclassified

“…Para a topologia buck, o número máximo de otimizadores em uma string é deĄnido pela equação(3.5), e o número mínimo de otimizadores é deĄnido pela equação(3.6) [100], pois o buck não pode trabalhar em uma tensão maior que a de MPP, tendo que reduzir a corrente de saída que é limitada pelas características do conversor. O valor de P mpppior precisa ser diferente de zero, e é relativo ao módulo FV com pior condição de geração.𝑁 maxbuck = 𝐼 limite .Com base nas topologias analisadas como otimizadores de potência, suas curvas de operação teórica, e com a análise de trabalhos da literatura[17,84,99,100,105,108,109], foi levantado quesitos para comparação entre as topologias básicas e adicionados na Tabela 3.6.Algumas considerações são adotadas para análise: as topologias aplicadas são otimizadores de conversão total; os conversores trabalham com MPPT; o termo strings curtas, é utilizado na literatura, porém não existe um consenso da quantidade de otimizadores. O número de 12 módulos FV ligados em conversores é comentado em[109], e será utilizado.…”

unclassified

Estudo e desenvolvimento experimental de otimizadores de potência para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Ribeiro¹

View full text Add to dashboard Cite

cipal referência bibliográĄca e minha força para alcançar meus objetivos.Aos meus pais, Quitéria e Mozart, responsáveis pela minha educação, e que sempre colocaram como prioridade a criação minha e do meu irmão, por todo apoio, amor e carinho.Ao meu irmão, minhas tias/tios, primos/primas, por todo apoio.Aos meus avós, in memoriam, principalmente a minha vó Rita Gomes que ajudou na minha criação.A minha companheira, Michelle Melo, que me acompanhou desde a graduação em Engenharia Elétrica, ajudando e apoiando sempre, crescendo e evoluindo juntos.Ao meu orientador, Prof. Dr. Marcelo Gradella Villalva pela oportunidade em desenvolver o presente trabalho com um proĄssional referência em energia fotovoltaica. Além de sua constante busca por parceiros para Ąnanciamento de protótipos, equipamentos e viagens, o que permitiu a realização da pesquisa.Aos membros do LESF (Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos) e LEPO (Laboratório de Eletrônica de Potência) da UNICAMP pelas diversas conversas produtivas, principalmente nos intervalos para um café, e restaurante universitário.Ao Marcos Reis, um exemplo de proĄssionalismo e pessoa, uma das minhas referências em eletrônica de potência, e Hugo Moreira, por todo ensinamento durante esses anos. Sem os dois esse trabalho não seria possível.Ao grupo do Curso Solar/UNICAMP e secretária Cauisa.A UNICAMP e proĄssionais que tornam essa universidade destaque no mundo, desde os zeladores aos professores.Ao Instituto Federal da Bahia, campus Paulo Afonso, que forneceu a minha base em Engenharia Elétrica, o que tornou possível chegar até aqui.Aos membros da banca examinadora que possibilitou a melhoria do trabalho.Ao projeto Campus Sustentável, através do programa de Pesquisa e Desenvolvimento do Setor Elétrico PD-00063-3032/2017 -PA3032, em parceria ANEEL/CPFL pela oportunidade de trabalhar no projeto e auxílio Ąnanceiro.Ao CNPQ/CAPES e FAPESP pelos auxílios ao laboratório.

show abstract

Modular Architecture with Power Optimizers for Photovoltaic Systems

Cited by 5 publications

References 17 publications

Performance analysis of solar PV based DC optimizer distributed system with simplified MPPT method

Performance analysis of solar PV based DC optimizer distributed system with simplified MPPT method

Avaliação do custo de arquiteturas fotovoltaicas para uma planta residencial em diferentes localidades no Brasil

Estudo e desenvolvimento experimental de otimizadores de potência para sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Contact Info

Product

Resources

About