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Enquadramento Energia Eólica Energia Solar A implementação
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Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento dos reguladores MPPT baseia-se na procura do máximo da curva P-V. É um método iterativo, como pretende mostrar a figura seguinte.

Figura 1  : Representação esquemática do princípio de um regulador MPPT

A partir de um ponto de funcionamento (X1) sobre a curva P-V, verifica-se se a potência correspondente a um ponto seguinte é superior ou não. Se sim, desloca-se o ponto de funcionamento (X2), e repete-se este procedimento até que o valor da potência do ponto seguinte (Xn) seja inferior ao do ponto precedente (Xn-1). Nesse momento, reduz-se o intervalo de iteração e recomeça-se o procedimento a partir de (Xn-1), até obter o MPP (X).

A animação seguinte permite a visualização deste processo; com base nas características I-V e P-V, varia-se a tensão da bateria até encontrar o MPP.

Figura 2 : Animação relativa ao MPPT

Este princípio, que parece fácil de realizar nestas condições, torna-se um pouco mais complexo quando se introduz a variável "luminosidade". Com efeito, assim que a incidência solar varia, a característica P-V varia, no caso do exemplo E2<E1(cf. figura 3). O ponto X, que representava o MPPT, revela-se um mau ponto de funcionamento nas novas condições, tal como mostra a figura seguinte. Há que procurar o novo MPPT, aqui referenciado como X'.

Figura 3 : Representação esquemática da consequência de uma alteração de luminosidade no MPPT

O controle baseia-se num sistema de regulação cujas variáveis de entrada e saída são, respectivamente, Xs e Xe. Neste caso, a relação entre a variável de entrada e a de saída é uma função dependente do tempo.

Figura 4 : Esquema de blocos clássico

O deslocamento de Xe pode ser entendido como uma perturbação na regulação do máximo. Com efeito, quando se conhece o sinal da derivada no ponto Xs e quando isso corresponde a um afastamento de Xs relativamente ao máximo, então o controlador muda o sinal de deslocação de Xe de forma a reencontrar o máximo. Esta constante evolução de Xe introduz oscilações em torno do valor máximo.

Durante este processo, há que considerar as seguintes limitações:

•  A característica P-V do gerador pode apresentar mais do que um máximo. Tal acontece, quando um grande número de células (com o respectivo díodo de protecção) são associadas em série e/ou em paralelo.

•  Podem acontecer variações bruscas tanto a nível de luminosidade quanto de carga. Se o MPPT não apresentar uma boa dinâmica, pode perder a regulação. Enquanto o processo de regulação não é retomado, vão acontecer perdas de potência.

•  As oscilações inerentes ao processo MPPT introduzem perdas de potência.

Saliente-se que a regulação MPPT trabalha a altas frequências entre 20kHz et 50kHz. A vantagem de se trabalhar com circuitos a alta frequência, é que estes podem ser construídos com conversores de muito bom rendimento e componentes de reduzido tamanho.

 

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