Análise de conversores com alimentação fotovoltaica

Abstract

O presente trabalho está embasado em um estudo que utiliza a alimentação fotovoltaica como contexto para comparar conhecimento teórico, simulação e implementação física em eletrônica de potência. O objetivo não foi revisar exaustivamente a literatura, mas investigar como modelos teóricos de conversores CC-CC não isolados se comportam quando submetidos às condições reais de construção e operação. As especificações do sistema de alimentação permitiram estabelecer objetivos relacionados à tensão, corrente, potência, resistência, estrutura física e critérios de funcionamento dos conversores estudados. A análise concentrou-se no gerenciamento da energia fornecida por meio dos conversores BUCK, SEPIC e BOOST, sem desconsiderar os elementos responsáveis pelo fornecimento e armazenamento de energia. O trabalho envolveu dimensionamento matemático, simulação computacional e implementação prática dos conversores, incluindo circuitos de controle, levantamento de parâmetros dos componentes e comparação entre resultados teóricos, simulados e experimentais. Foram observadas diferenças recorrentes entre os modelos ideais e o comportamento real dos circuitos, destacando o impacto das perdas dissipativas, das limitações dos componentes, das restrições impostas pela alimentação e da influência das condições de montagem. Os resultados mostraram que compreender o funcionamento dos conversores exige observar não apenas suas relações matemáticas, mas também os efeitos produzidos pela implementação física e pelo controle do chaveamento. De modo geral, o estudo destaca a investigação, a validação experimental e a adaptação às condições reais como instrumentos fundamentais para o desenvolvimento e a análise de sistemas de conversão de energia alimentados por fontes fotovoltaicas de baixa tensão

This work is based on a study that uses photovoltaic energy as a context to compare theoretical knowledge, simulation, and physical implementation in power electronics. The objective was not to conduct an exhaustive literature review, butrather to investigate how theoretical models of non-isolated DC-DC converters behave when subjected to real-world construction and operating conditions. The power supply specifications allowed for the establishment of objectives regarding voltage, current, power, resistance, physical structure, and operational criteria for the converters. The analysis focused on managing the energy delivered via BUCK, SEPIC, and BOOST converters, while also considering the elements responsible for energy supply and storage. The work involved mathematical sizing, computer simulation, and the practical implementation of the converters—including control circuits, component parameter characterization, and a comparison of theoretical, simulated, and experimentalresults. Recurring differences were observed between ideal models and actual circuit behavior, highlighting the impact of dissipative losses, component limitations, power supply constraints, and the influence of assembly conditions. The results demonstrated that understanding converter operation requires examining not only mathematical relationships but also the effects arising from physical implementation and switching control. Overall, the study highlights investigation, experimental validation, and adaptation to real-world conditions as fundamental tools for developing and analyzing energy conversion systems powered by low-voltage photovoltaic sources.