High gain DC/DC converter without electrolytic capacitor applied to photovoltaic systems

The photovoltaic sector has been distinguishing itself from all other renewable energy sources, due to its large growth through the last years. For this reason, it has become the third major clean source of power generation worldwide. In Brazil, this sector still doesn’t have great pertinence in the energy matrix, given the imported technology of converters and panels. Considering the demand to develop this technology, this paper propounds the research and implementation of a high gain DC/ DC converter applied to photovoltaic systems, which aims mainly to remove energy from a photovoltaic module and inject it into a DC constant bus. A photovoltaic module is connected to the input of the high gain converter, with an output voltage equals to 17 Vdc. This converter raises its input voltage and injects its output current at a constant 311 Vdc bus, using the maximum power point tracking (MPPT). The laboratory implemented prototype was designed for a rated power of 100W and it doesn’t have electrolytic capacitors, thereby increasing the lifetime of the converter and also allowing the incorporation the converter to the photovoltaic module. The prototype had a strong and low cost performance, necessary characteristics for a converter applied to renewable energy sources. The prototype performance exceeded the author’s expectations, in relation to the maximum power point tracking. Thus, a quite simple algorithm can be extremely reliable when choosing to configure a converter through a module.O setor fotovoltaico, devido ao seu grande crescimento nos últimos anos, vem destacando-se significativamente diante de todas as outras fontes de energia renováveis e, por isso, tornou-se a terceira maior fonte limpa de geração de energia elétrica do mundo. No Brasil, esse setor ainda não possui uma relevância na matriz energética devido à tecnologia de conversores e de painéis ser, na maioria das vezes, toda importada. Considerando a necessidade do desenvolvimento dessa tecnologia, este trabalho vem propor a pesquisa e a implementação de um conversor CC/CC de alto ganho aplicado a sistemas fotovoltaicos, que tem como objetivo principal retirar a energia de um módulo fotovoltaico e injetá-la em um barramento constante de corrente contínua. Um módulo fotovoltaico é conectado na entrada do conversor de alto ganho com tensão de saída igual a 17 Vcc. Esse conversor eleva a sua tensão de entrada e injeta sua corrente de saída em um barramento constante de 311 Vcc, utilizando a busca do ponto de máxima potência (MPPT). O protótipo implementado em laboratório foi desenvolvido para uma potência nominal de 100 W e não possui capacitores eletrolíticos, aumentando assim o tempo de vida útil do conversor e permitindo incorporar o conversor ao módulo fotovoltaico. O protótipo se mostrou robusto e de baixo custo, características necessárias para um conversor aplicado a fontes renováveis de energia. O desempenho do protótipo, na busca do ponto de máxima potência, superou as expectativas do autor, mostrando que um algoritmo bastante simples pode ser extremamente confiável quando se opta pela configuração de um conversor por módulo