Modelagem e simulação de um conversor CC-CC SEPIC modificado com controle MPPT para aplicações em sistemas fotovoltaicos

Abstract

O uso crescente de sistemas fotovoltaicos exige conversores CC-CC capazes de operar de forma eficiente sob variações de carga e irradiância. Neste contexto, o presente trabalho desenvolve a modelagem e simulação de um conversor SEPIC modificado com célula multiplicadora de tensão e controle de Maximum Power Point Tracking (MPPT – Ponto de Máxima Transferência de Potência), visando aplicações em sistemas fotovoltaicos com tensão de saída próxima a 380 Vcc. Inicialmente, realiza-se o estudo teórico das topologias clássicas de conversores, dos modos de condução e das técnicas de elevação de tensão, estabelecendo as bases para o projeto da topologia proposta. Em seguida, são calculados os componentes do conversor e analisado seu comportamento por meio de simulações no software PSIM, tanto na configuração ideal quanto acoplado a um módulo fotovoltaico. Os resultados indicam forte coerência entre valores analíticos e simulados para tensões, com diferenças inferiores a 1 V, além da identificação natural de discrepâncias internas de corrente decorrentes da dinâmica numérica do chaveamento. Com o painel fotovoltaico, o conversor demonstrou operação estável e compatível com o ponto teórico. A implementação do MPPT, baseada na técnica pertuba e observa, elevou significativamente a potência extraída nas condições de 800 W/m² e 500 W/m², recuperando até 229 W em relação à operação com ciclo fixo, além de melhorar níveis de tensão e corrente. Em transições de irradiância, o controle também mostrou capacidade de reposicionar rapidamente o ponto de operação, reduzindo perdas energéticas. Dessa forma, o conversor SEPIC modificado e com MPPT demonstrou desempenho elevado, maior aproveitamento energético e comportamento consistente com o modelo analítico, apresentando-se como alternativa eficiente para integração em sistemas fotovoltaicos de médio porte.