Extremum Seeking Control (ESC) Aplicado ao MPPT de Sistema Fotovoltaico

Controle Inteligente
Eletrônica de Potência
Disponível
Rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT) de um painel fotovoltaico via Extremum Seeking Control, sem uso de modelo explícito do arranjo PV, comparado ao método Perturba e Observa.
Data de Publicação

14 de julho de 2026

Objetivos

O rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT) é, essencialmente, um problema de otimização em tempo real de uma função desconhecida e variante no tempo (a curva P-V do arranjo fotovoltaico, que muda com irradiância e temperatura). O Extremum Seeking Control (ESC) ataca esse problema sem exigir um modelo explícito da planta — um tema identificado como lacuna de pesquisa no grupo (ver Pesquisa). Objetivos:

  • Revisar a curva característica P-V de um painel/arranjo fotovoltaico e o modelo do conversor Boost usado como estágio de potência, tomando como base o TCC de Elenildo Cássio Santos dos Santos sobre MPPT;
  • Implementar um controlador ESC (perturbação senoidal, demodulação e integrador) para buscar o ponto de máxima potência sem depender de um modelo explícito do arranjo PV;
  • Comparar o ESC com o algoritmo clássico Perturba e Observa (P&O) em velocidade de convergência, oscilação em regime permanente e comportamento sob sombreamento parcial (múltiplos máximos locais);
  • Investigar a sintonia da frequência e amplitude do sinal de perturbação e seu efeito na velocidade de convergência.

Pré-requisitos

  • Eletrônica de Potência I (conversor Boost como estágio de MPPT);
  • Sistemas de Controle I e II;
  • Noções de sistemas fotovoltaicos (desejável, não obrigatório);
  • Programação em Python ou MATLAB/Simulink.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

  • Reuniões semanais do grupo, com reunião quinzenal com o orientador;
  • Entregáveis mensais: notebook com o modelo do arranjo PV, o controlador ESC implementado e a comparação com P&O;
  • Ferramentas: repositório Git compartilhado, ambiente Python ou MATLAB/Simulink;
  • Divisão sugerida: um membro focado na modelagem do arranjo PV e do conversor, outro na implementação do ESC, outro na implementação do P&O de referência e na análise comparativa (incluindo cenários de sombreamento parcial).

Referências

  1. Leyva, R., et al. (2006). MPPT of Photovoltaic Systems Using Extremum-Seeking Control. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. [placeholder — confirmar edição/páginas]
  2. Ariyur, K. B., & Krstic, M. (2003). Real-Time Optimization by Extremum-Seeking Control. Wiley. [placeholder — confirmar edição/páginas]
  3. Santos, E. C. S. dos (2023). Modelagem e controle de sistema fotovoltaico para rastreamento do ponto de máxima potência. TCC, UFPA.