Sistema de armazenamento fotovoltaico independente para recarga de veículos elétricos

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Da pv magazine Global

Um grupo de pesquisadores liderados pelo Instituto Nacional de Tecnologia Sardar Vallabhbhai, da Índia, projetou um sistema autônomo de armazenamento solar para uso na recarga de veículos rodoviários movidos a bateria.

“O sistema é baseado em um algoritmo avançado de controle de carga da bateria de corrente de pulso positivo (PPC)”, disse o autor correspondente da pesquisa, Ashish K. Panchal, à pv magazine, acrescentando que ele depende do rastreamento de ponto de potência máxima fotovoltaica (MPPT) para estender a vida útil da bateria enquanto utiliza a máxima energia fotovoltaica.

O sistema proposto usa dois painéis solares de 40 W, duas baterias de íons de lítio de 12 Ah e dois conversores Ćuk. Estes conversores são comumente usados para transformar uma tensão de corrente contínua (CC) na entrada para uma tensão (CC) na saída com polaridade invertida.

O grupo explicou que os conversores Ćuk podem garantir a geração de energia eficiente a partir de painéis fotovoltaicos, especialmente quando a tensão de entrada dos módulos varia muito devido à mudança das condições da luz solar. “Como os conversores Ćuk têm ganho de alta tensão, eles são excelentes para sistemas fotovoltaicos que precisam de níveis de tensão variados para diferentes cargas ou carregamento de bateria por causa de sua versatilidade”, explicou ainda. “Os conversores Cuk também produzem uma tensão de saída mais suave, controlando eficientemente a corrente de ondulação de saída.”

Na configuração do sistema proposta, os conversores Cuk são acoplados aos painéis fotovoltaicos com as portas de entrada, enquanto as portas de saída são conectadas às baterias. O sistema também utiliza um sistema de controle para integrar o MPPT com o carregamento da bateria.

A técnica de controle de carga PPC é usada para carregar a bateria com os módulos solares. Opera em três modos: PV com um único conversor; PV com conversores duplos e operação em fase; e fotovoltaico com conversores duplos e operação fora de fase. “Devido ao fato de que ambos os conversores estão operando alternadamente quando o sistema está operando fora de fase, a energia fotovoltaica é usada de forma mais eficaz”, explicaram os cientistas. “No entanto, quando o sistema está operando em modo em fase, ambos os conversores ficam ociosos ao mesmo tempo, desperdiçando energia fotovoltaica”.

Sua análise mostrou que o terceiro modo pode atingir uma taxa de utilização de 100% dos painéis fotovoltaicos, enquanto o valor percentual para os outros dois modos é de 50%. Ele também demonstrou que a operação PPC fora de fase é a melhor opção para carregar a bateria em um ritmo mais rápido. A operação fora de fase é executada quando a corrente fotovoltaica é dada a uma bateria completa de uma vez e outra bateria recebe a corrente completa da energia fotovoltaica no momento subsequente.

“Testamos e validamos com sucesso o carregador proposto por meio de hardware experimental”, afirmou Panchal.

Os acadêmicos descreveram o sistema no estudo “A standalone photovoltaic energy storage application with positive pulse current battery charging“, publicado no Journal of Energy Storage.

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