Modelagem Fuzzy Takagi-Sugeno para rastreamento de máxima potência em painéis solares

Abstract

Em função do crescente aumento da demanda por energia elétrica e pela procura por métodos de geração sustentáveis, a geração de energia por meio de painéis fotovoltaicos (PV) vem conquistando espaço no mercado. Um problema inerente à geração de energia solar é a garantia de que o PV opera sempre na melhor condição de geração de energia, independente das condições climáticas e ambientais. Este problema é chamado de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT). Visando futuras aplicações de MPPT, este trabalho apresenta um modelo Fuzzy Takagi-Sugeno (TS) alternativo ao usualmente considerado na literatura para representar a interconexão entre o PV e o conversor CC-CC. Por possuir características estáveis em malha aberta, o proposto apresenta uma resposta dinâmica mais próxima à do sistema não linear. Resultados de simulação são apresentados com o objetivo de comparar as respostas transitória e em regime permanente do modelo proposto com o sistema não linear e com o modelo linearizado no entorno de um dado ponto de operação. Além disso, é analisado como o número de regras fuzzy consideradas afeta o comportamento do modelo.

With the rising demand for electric power as well as the search for sustainable power sources, the energy generation through photovoltaic panels (PV) has been conquering its space in the market. One problem inherent to the solar energy production is the assurance that the PV always performs in the optimal power generating conditions, regardless of environmental or climate circumstances. This is called the maximum power point tracking (MPPT). Aiming at future MPPT applications, this research presents a Fuzzy Takagi-Sugeno (TS) model alternative to the one usually considered in the literature to represent the interconnection between PV and the converter CC-CC. Due to its stable open-loop characteristics, the model proposed shows a dynamic answer closer to the non-linear system. Simulation results are shown with the purpose of comparing the transient response and in the steady-state of the proposed model, and with the linearized model considering a given operation point. In addition, it is analyzed how the number of fuzzy rules considered in the system modeling affect its behavior.