Estudo e dimensionamento em configurações otimizada de um conversor DC/DC tipo Boost, aplicado à alimentação de LEDs a partir de ultracapacitores

Abstract

Resumo: Este trabalho propõe o dimensionamento de configurações otimizadas de um sistema de iluminação pública autossuficiente, que capta a energia solar através de painéis fotovoltaicos, e a armazena em ultracapacitores, o que elimina a necessidade de uso das tóxicas baterias eletroquímicas. O foco é encontrar uma configuração otimizada do conversor de potência chaveado boost, responsável por adequar os níveis de tensão e corrente do banco de ultracapacitores, e alimentar a luminária de LED. O motivo de se buscar uma configuração otimizada para este sistema, é reduzir desperdícios de energia, e reduzir o custo de implementação do sistema. Outra proposta deste trabalho é estabelecer um funcionamento pulsante para os LEDs, de forma a aumentar a confiabilidade luminosa do sistema, sem comprometer o consumo de energia, utilizando a persistência do LED. Buscou-se através de pesquisas bibliográficas, projetar um sistema eficiente, respeitando os limites de operação da luminária de LEDs e as normas técnicas. Fez-se uma análise do comportamento dinâmico do conversor boost, e a comprovação dos cálculos foi feita utilizando o software Matlab/Simulink

Abstract: This work proposes the design in optimized configurations of a self-sufficient public lighting system that captures solar energy through photovoltaic panels and stores it in ultracapacitors, which eliminates the need to use toxic electrochemical batteries. The focus is on finding an optimized boost power converter configuration, which is responsible for matching the ultracapacitor bank voltage and current levels, and powering the LED luminaire. The reason to look for an optimized configuration for this system is to reduce energy waste and reduce the cost of system implementation. Another proposal of this work is to establish a pulsed operation for the LEDs, in order to increase the luminous reliability of the system, without compromising the energy consumption, using LED persistence. It's sought through bibliographical research to design an efficient system, respecting the operating limits of the LED luminaire and the technical standards. An analysis of the dynamic behavior of the boost converter was performed and the calculations were verified using the Matlab/Simulink software.