INVERSORES FOTOVOLTAICOS HÍBRIDOS COM ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM BATERIAS
CLASSIFICAÇÃO, MODOS DE OPERAÇÃO E PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2016.1269Palavras-chave:
Inversores fotovoltaicos conectados à rede, Armazenamento de Energia, UPSResumo
Inversores fotovoltaicos híbridos são aqueles que operam conectados à rede e apresentam armazenamento de energia em baterias para alimentar cargas prioritárias na ausência de rede elétrica. Assim, reúnem as características de inversores conectados à rede convencionais e fontes ininterruptas de energia (UPS). O objetivo deste trabalho é apresentar classificação, modos de operação e princípios de funcionamento de inversores híbridos através de revisão da literatura e discussão. A classificação de inversores híbridos foi obtida baseando-se nas classes de UPS descritas na IEC 62040. Os modos de operação dos conversores estáticos integrados no inversor híbrido são apresentados, e critérios genéricos para seleção desses modos são discutidos. Por fim, princípios de funcionamento dos inversores híbridos são revisados considerando normas de inversores fotovoltaicos e UPS. As operações conectada (on-grid) e desconectada da rede (off-grid) são discutidas, além dos processos de desconexão e reconexão à rede. A análise realizada mostra que é possível que o inversor híbrido opere como carga antes de finalizar o tempo mínimo de reconexão descrito na NBR 16149, o que aumenta a autonomia das baterias. Além disso, constata-se que é relevante que o inversor híbrido realize uma transferência suave entre modos on-grid e off-grid para que cargas como motores não sofram esforços mecânicos desnecessários e sobrecorrentes.
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Referências
Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2004. NBR 5410 - Instalações Elétricas Em Baixa Tensão.
Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2012. NBR IEC 62116 - Procedimento de Ensaio de Anti-Ilhamento Para Inversores de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica.
Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2013. NBR 16149:2013 – Sistemas Fotovoltaicos (FV) – Características Da Interface de Conexão Coma Rede de Distribuição.
Azevedo, Gustavo M S, Marcelo C Cavalcanti, Francisco A S Neves, Leonardo R Limongi, Fabricio Bradaschia. 2013. A Control of Microgrid Power Converter with Smooth Transient Response during the Change of Connection Mode. 2013 Brazilian Power Electronics Conference, 1008–15. IEEE. doi:10.1109/COBEP.2013.6785238.
Bekiarov, S.B., and A. Emadi, 2002. Uninterruptible Power Supplies: Classification, Operation,dynamics, and Control.
APEC. Seventeenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (Cat. No.02CH37335) 1 (c): 597–604.
Bellinaso, Lucas Vizzotto, Leandro Michels, 2014. Metodologias de Comparação E Projeto de Inversores Para Redução Do Custo Da Energia Fotovoltaica. Congresso Brasileiro de Energia Solar (CBENS). Recife, PE.
Candido, Diogo B., Leandro Michels, Helio L. Hey, 2010. Integrated Control of a Stand-Alone Photovoltaic System Based on Decentralized DC-DC Converters. In 2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 0:213–18. IEEE. doi:10.1109/ISIE.2010.5637580.
Chen, C., S. Duan, T. Cai, B. Liu, G. Hu, 2011. Smart Energy Management System for Optimal Microgrid Economic Operation. IET Renewable Power Generation 5 (3): 258. doi:10.1049/iet-rpg.2010.0052.
Chiang, H.C., T.T. Ma, Y.H. Cheng, J.M. Chang, W.N. Chang, 2010. Design and Implementation of a Hybrid Regenerative Power System Combining Grid–tie and Uninterruptible Power Supply Functions. IET Renewable Power Generation 4 (1): 85. doi:10.1049/iet-rpg.2009.0033.
Deng, Heng Deng Heng, R. Oruganti, D. Srinivasan, 2005. Modeling and Control of Single-Phase UPS Inverters: A Survey. 2005 International Conference on Power Electronics and Drives Systems 2: 848–53. doi:10.1109/PEDS.2005.1619806.
Duryea, S., S. Islam, W. Lawrance, 1999. A Battery Management System for Stand Alone Photovoltaic Energy Systems. Conference Record of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Forth IAS Annual Meeting (Cat. No.99CH36370), 4:2649–54. IEEE. doi:10.1109/IAS.1999.799211.
Freijedo, Francisco D., Jesus Doval-Gandoy, Oscar Lopez, Carlos Martinez-Penalver, Alejandro G. Yepes, Pablo Fernandez-Comesana, Jano Malvar, Andres Nogueiras, Jorge Marcos, Alfonso Lago, 2009. Grid-Synchronization
Methods for Power Converters. 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics, 522–29. IEEE. doi:10.1109/IECON.2009.5414976.
Heredero-Peris, Daniel, Cristian Chillon-Anton, Marc Pages-Gimenez, Gabriel Gross, Daniel Montesinos-Miracle,
Implementation of Grid-Connected To/from off-Grid Transference for Micro-Grid Inverters. IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 840–45. IEEE. doi:10.1109/IECON.2013.6699243 .
International Electrotechnical Commision, 1999. Uninterruptible Power Systems (UPS) - Part 3 - Method of Specifying the Performance and Test Requirements. CEI IEC 62040-3. http://cdsweb.cern.ch/record/1227824 .
International Electrotechnical Commision, 2010. IEC 62109 - Safety of Power Converters for Use in Photovoltaic Power Systems.
Karpati, A., Gy Zsigmond, M. Voros, M Lendvay, 2012. Uninterruptible Power Supplies (UPS) for Data Center. 2012
IEEE 10th Jubilee International Symposium on Intelligent Systems and Informatics, 351–55. IEEE. doi:10.1109/SISY.2012.6339543.
Karve, Shri. 2000. Three of a Kind. IEEE Review, no. March: 27–32. doi:10.1049/ir:20000204.
Kjaer, S.B., J.K. Pedersen, F. Blaabjerg, 2005. A Review of Single-Phase Grid-Connected Inverters for Photovoltaic
Modules. IEEE Transactions on Industry Applications 41 (5): 1292–1306. doi:10.1109/TIA.2005.853371.
Koutroulis, E, K Kalaitzakis. 2004. Novel Battery Charging Regulation System for Photovoltaic Applications. IEE Proceedings - Electric Power Applications 151 (2): 191. doi:10.1049/ip-epa:20040219.
Riffonneau, Y, S Bacha, F Barruel, S Ploix. 2011. Optimal Power Flow Management for Grid Connected PV Systems With Batteries. IEEE Transactions on Sustainable Energy 2 (3): 309–20. doi:10.1109/TSTE.2011.2114901.
Schwertner, Christoffer Daniel, Lucas Vizzotto Bellinaso, Helio Leaes Hey, Leandro Michels, 2013. “Supervisory Control for Stand-Alone Photovoltaic Systems.” 2013 Brazilian Power Electronics Conference, October. Ieee, 582–88. doi:10.1109/COBEP.2013.6785174.
