Simulação de topologia de microinversor destinado à geração fotovoltaica on-grid

Abstract

Diversos estudos acadêmicos têm abordado o tema microinversor nos últimos anos, destacando diversas vantagens sobre os inversores tradicionais presentes em sistemas fotovoltaicos. Características como alta eficiência, custo inicial de implantação, modularidade e confiabilidade são destaque. Os microinversores podem ser classificados em isolados ou não-isolados, bem como de estágio único ou estágio duplo. Cada variação apresenta vantagens e desvantagens a depender da característica analisada. Neste estudo, a partir de uma pesquisa bibliográfica acerca de topologias de alta eficiência, chegou-se a uma configuração isolada de dois estágios. O primeiro estágio contém um conversor CC-CC ressonante LLC e o segundo possui um inversor CC-CA monofásico multinível tipo-T. Utilizando o software PSIM, foram realizadas simulações do microinversor em estudo acoplado a um painel fotovoltaico de 310,9W. Na simulação, são aplicados modelos de semicondutores reais para determinar as perdas por condução e comutação, dentre outros parâmetros importantes. Um algoritmo de rastreio do ponto de máxima potência foi aplicado juntamente com um circuito de controle para conexão à rede elétrica. Os resultados demonstraram uma eficiência brasileira de 98,21%.Several academic studies have addressed the topic of microinverters in recent years, highlighting various advantages over traditional inverters in photovoltaic systems. Features such as high efficiency, initial implementation cost, modularity, and reliability stand out. Microinverters can be classified as isolated or non-isolated, as well as single-stage or two-stage. Each variation has its own advantages and disadvantages depending on the analyzed characteristic. In this study, based on a bibliographic research about high-efficiency topologies, an isolated two-stage configuration was reached. The first stage contains an LLC resonant DC-DC converter, and the second stage has a single-phase multilevel type-T DC-AC inverter. Using PSIM software, simulations of the microinverter under study coupled to a 310.9W photovoltaic panel were performed. In the simulation, real semiconductor models are applied to determine losses due to conduction and switching, among other important parameters. A maximum power point tracking algorithm was applied along with a control circuit for grid connection. The results demonstrated a brazilian efficiency of 98.21%.17 f