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Estudo e análise de um conversor CC-CC de elevado ganho baseado na topologia boost empregando indutor acoplado

Solar energy is one of the highest projection growth renewable energy matrixes. Among its advantages, there is the fact that sunlight is abundant in much of the planet during the whole year and the equipment for its use has low maintenance costs, since they have no moving parts. Combining this conte...

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Autor principal:	Ribas, Vynycius Luiz Marra
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2023
Assuntos:	Conversores de frequência Energia solar Geração de energia fotovoltaica Modelos matemáticos Métodos de simulação Frequency changers Solar energy Photovoltaic power generation Mathematical models Simulation methods CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30437
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id	riut-1-30437
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spelling	riut-1-304372023-01-25T06:06:48Z Estudo e análise de um conversor CC-CC de elevado ganho baseado na topologia boost empregando indutor acoplado Steady state analysis of a selfclamped and high stepup DC-DC boostbased converter with coupled inductors Ribas, Vynycius Luiz Marra Nascimento, Claudinor Bitencourt Nascimento, Claudinor Bitencourt Agostini Junior, Eloi Fonseca, Zito Palhano da Conversores de frequência Energia solar Geração de energia fotovoltaica Modelos matemáticos Métodos de simulação Frequency changers Solar energy Photovoltaic power generation Mathematical models Simulation methods CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Solar energy is one of the highest projection growth renewable energy matrixes. Among its advantages, there is the fact that sunlight is abundant in much of the planet during the whole year and the equipment for its use has low maintenance costs, since they have no moving parts. Combining this context with environmental concerns in the power generation sector, the growing global energy demand and the limitation of fóssil fuel reserves, the study of solar energy should be encouraged. This work proposes a new DC-DC converter topology for use in applications in this sector. The proposed converter presents characteristics of selfclamping of the voltage in the semiconductors, high static gain and use of the energy from the dispersion of its coupled inductors. The paper consists of an open loop static analysis of the five stages of operation, the proposal of a simplified mathematical model to describe its behavior and a design methodology. The mathematical model is validated when compared to the converter simulation, becoming the basis for dynamic behaviour studies and proving the topology's validity for applications in the photovoltaic energy sector. A energia solar é uma das matrizes energéticas renováveis com maior projeção de crescimento futuro. Entre suas vantagens está o fato de a luz solar ser abundante em grande parte do planeta ao longo de todo o ano e os equipamentos para seu processamento possuírem baixos custos de manutenção, já que não possuem partes móveis. Aliando esse contexto às preocupações ambientais no setor de processamento de energia, à crescente demanda energética global e ao limite das reservas de combustíveis fósseis, o estudo na área de energia solar deve ser encorajado. Esse trabalho propõe uma nova topologia de conversor estático CC-CC para utilização em aplicações nesse setor. O conversor proposto apresenta características de auto grampeamento da tensão nos semicondutores, elevado ganho estático e aproveitamento da energia vinda da dispersão dos seus indutores acoplados. O trabalho consiste na análise estática em malha aberta das cinco etapas de operação e a proposta de um modelo matemático simplificado para descrever o seu comportamento e uma metodologia de projeto. O modelo matemático é validado ao ser comparado com a simulação do conversor, tornando-se base para estudos dinâmicos e comprovando a validade da topologia para aplicações no setor de energia fotovoltaica. 2023-01-24T16:10:03Z 2023-01-24T16:10:03Z 2022-06-28 bachelorThesis RIBAS, Vynycius Luiz Marra. Estudo e análise de um conversor CC-CC de elevado ganho baseado na topologia boost empregando indutor acoplado. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30437 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Departamento Acadêmico de Engenharia de Elétrica Engenharia Elétrica UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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topic	Conversores de frequência Energia solar Geração de energia fotovoltaica Modelos matemáticos Métodos de simulação Frequency changers Solar energy Photovoltaic power generation Mathematical models Simulation methods CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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description	Solar energy is one of the highest projection growth renewable energy matrixes. Among its advantages, there is the fact that sunlight is abundant in much of the planet during the whole year and the equipment for its use has low maintenance costs, since they have no moving parts. Combining this context with environmental concerns in the power generation sector, the growing global energy demand and the limitation of fóssil fuel reserves, the study of solar energy should be encouraged. This work proposes a new DC-DC converter topology for use in applications in this sector. The proposed converter presents characteristics of selfclamping of the voltage in the semiconductors, high static gain and use of the energy from the dispersion of its coupled inductors. The paper consists of an open loop static analysis of the five stages of operation, the proposal of a simplified mathematical model to describe its behavior and a design methodology. The mathematical model is validated when compared to the converter simulation, becoming the basis for dynamic behaviour studies and proving the topology's validity for applications in the photovoltaic energy sector.
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