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Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos

In this paper the design and development of a digital controller for photovoltaic systems using the Arduino UNO (ATMEGA328P microcontroller) is performed, in order to control and monitoring more effectively the charge/discharge process of lead-acid batteries, which are widely used in photovoltaic sy...

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Autor principal: Geraldi, Marcelo Theis
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:
Energia solar
Sistemas de energia fotovoltaica
Arduino (Controlador programável)
Solar energy
Photovoltaic power systems
Arduino (Programmable controller)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6048
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spelling riut-1-60482020-11-09T19:20:15Z Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos Geraldi, Marcelo Theis Schiavon, Gilson Junior Lima, Fabio Pereira de Bonaldo, Jakson Paulo Schiavon, Gilson Junior Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Arduino (Controlador programável) Solar energy Photovoltaic power systems Arduino (Programmable controller) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA In this paper the design and development of a digital controller for photovoltaic systems using the Arduino UNO (ATMEGA328P microcontroller) is performed, in order to control and monitoring more effectively the charge/discharge process of lead-acid batteries, which are widely used in photovoltaic systems. Through of techniques and control strategies known and already applied in several similar products in the market, such as the State Of Charge (SOC) and battery charging by Pulse Width Modulation (PWM), applying control and monitoring algorithms, protection systems and signs/indications of information through LEDs and an LCD display, has been adopted in the developed device, making the process of charging/discharging the batteries more intuitive and considered appropriate. The digital controller, after several tests and graphs, resulted in effective charging process of the lead-acid battery, with only a few variations observed, which are result of the variations caused by the solar panel and loads applied in the system (USB and terminals), however, these are considered acceptable situations. Although the digital controller fulfills its main objective, offering a good performance in the process of charging the lead-acid batteries, there are still several interesting improvements to be applied in the device, such as the use of more sophisticated and complex methods (MPPT, for example ), range of support for batteries of smaller capacity, current sensing, among others. No presente trabalho é realizado o projeto e desenvolvimento de um controlador digital para sistemas fotovoltaicos utilizando o Arduino UNO (microcontrolador ATMEGA328P), a fim de efetuar de uma forma mais eficaz o controle e monitoramento do processo de carga/descarga de baterias de chumboácido, que são amplamente utilizadas nestes sistemas. Por meio de técnicas e estratégias de controle conhecidas e já aplicadas em diversos produtos similares existentes no mercado, como o State Of Charge (SOC) e carregamento da bateria por Pulse Width Modulation (PWM), aplicando algoritmos de controle e monitoramento, sistemas de proteção e sinalizações/indicações de informações por meio de LED’s e um display LCD, adotaram-se as no dispositivo desenvolvido, efetuando, assim, o processo de carga/descarga das baterias mais intuitivo e considerado adequado. O controlador digital após diversos testes e gráficos obtidos, se mostrou eficaz no processo de carregamento da bateria de chumbo-ácido, sendo observadas apenas algumas variações, que são resultados das variações ocasionadas pelo painel solar e utilizações de cargas no sistema (USB e via borne), contudo, estas são situações consideradas aceitáveis. Apesar do controlador digital cumprir o seu objetivo principal, oferecendo um bom desempenho no processo de carregamento das baterias de chumbo-ácido, ainda há diversos aprimoramentos interessantes à serem aplicados no dispositivo, como a utilização de métodos mais sofisticados e complexos (MPPT, por exemplo), range de suporte a baterias de menor capacidade, sensoriamento de corrente, dentre outros. 2020-11-09T19:20:14Z 2020-11-09T19:20:14Z 2018-03-12 bachelorThesis GERALDI, Marcelo Theis. Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6048 por embargoedAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campo Mourao Brasil Departamento Acadêmico de Engenharia Eletrônica Engenharia Eletrônica UTFPR
institution Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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Geraldi, Marcelo Theis
Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos
description In this paper the design and development of a digital controller for photovoltaic systems using the Arduino UNO (ATMEGA328P microcontroller) is performed, in order to control and monitoring more effectively the charge/discharge process of lead-acid batteries, which are widely used in photovoltaic systems. Through of techniques and control strategies known and already applied in several similar products in the market, such as the State Of Charge (SOC) and battery charging by Pulse Width Modulation (PWM), applying control and monitoring algorithms, protection systems and signs/indications of information through LEDs and an LCD display, has been adopted in the developed device, making the process of charging/discharging the batteries more intuitive and considered appropriate. The digital controller, after several tests and graphs, resulted in effective charging process of the lead-acid battery, with only a few variations observed, which are result of the variations caused by the solar panel and loads applied in the system (USB and terminals), however, these are considered acceptable situations. Although the digital controller fulfills its main objective, offering a good performance in the process of charging the lead-acid batteries, there are still several interesting improvements to be applied in the device, such as the use of more sophisticated and complex methods (MPPT, for example ), range of support for batteries of smaller capacity, current sensing, among others.
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publisher Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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citation GERALDI, Marcelo Theis. Projeto e desenvolvimento de um controlador de carga/descarga de baterias para sistemas fotovoltaicos. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2018.
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