Questão
ID 3139377Disciplina: Engenharia Elétrica e Engenharia Eletrônica
Assuntos: Conversores CC-CC, CC-CA, CA-CC e CA-CA
Ano: 2023 Banca: INEP ENEM - Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira Órgão: Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes
A energia fotovoltaica apresenta muitas vantagens, entretanto, para sua ampla utilização, ainda devem ser vencidos alguns desafios, principalmente a baixa eficiência de conversão dos painéis fotovoltaicos. Além do desenvolvimento de novos materiais, continua sendo muito importante aumentar a eficiência de conversão desses painéis por meio da maximização da entrada de radiação solar e da otimização do ponto de operação do painel fotovoltaico.
Uma topologia simples, que pode ser utilizada em sistemas fotovoltaicos, é apresentada na figura 1, no qual, basicamente, são inseridos conversores em série entre o painel solar e a carga.
Figura 1 – Conversores em série
O conversor 1, normalmente, é um conversor buck, cuja função é rastrear o ponto de máxima potência do painel, realizando o controle de carga da bateria. O conversor 2 é um elevador de tensão, cuja função é adequar o nível de tensão CC conforme a necessidade da carga.
Com o objetivo de rastrear o ponto de máxima potência e de elevar a tensão de saída para 20 V, elaborou-se um projeto no qual se propõe utilizar o conversor CC-CC boost, apresentado na figura 2.
Figura 2 – Projeto de conversor boost
A Tabela 1 apresenta os dados de entrada para o projeto do conversor, de acordo com o conjunto de painéis solares a serem utilizados.
Abreviação | Descrição | Especificação |
Vinmin | Tensão mínima de entrada | 10 V |
Vmp | Tensão no ponto de máxima potência | 12 V |
Vin max | Tensão máxima de entrada | 15 V |
Imp | Corrente no ponto de máxima potência | 6 V |
lin max | Corrente máxima de entrada | 10 A |
Pin max | Máxima potência de entrada | 100 W |
Vout | Tensão de saída | 20 V |
\(f_{sw}\) | Frequência de chaveamento | 8 kHz |
ΔIL | Ondulação de corrente de entrada | < 20% |
ΔVout | Ondulação da tensão de saída | < 1% |
Nesse caso, o valor de indutância crítica (condução contínua) é determinado pela expressão:
\(L_{cr} = \frac{(1-D)^2 \cdot R \cdot D}{2 \cdot f_{sw}}\)
em que: \(L_{cr}\) é a indutância crítica (H); D é o ciclo de trabalho da chave; R é a resistência da carga (ohms); e \(f_{sw}\) é a frequência de chaveamento (Hz).
Considerando esse contexto e as informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir.
I. A razão cíclica do conversor para tensão e corrente no ponto de máxima potência deve ser igual a 0,4.
II. A corrente máxima de saída do conversor proposto é de 5 A.
III. A indutância crítica do circuito é de 36 µH.
É correto o que se afirma em