UMA VISÃO TOPOLÓGICA SOBRE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS MONOFÁSICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA

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1 UMA VISÃO TOPOLÓGICA SOBRE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS MONOFÁSICOS CONECTADOS À REDE DE ENERGIA ELÉTRICA Márcio do Carmo Barbosa Rodrigues LABSEL Mestrado em Engenharia - UFJF Estêvão Coelho Teixeira Departamento de Circuitos Elétricos - UFJF Henrique Antônio Carvalho Braga Departamento de Circuitos Elétricos - UFJF NAEP Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência Faculdade de Engenharia Universidade Federal de Juiz de Fora Cx. Postal 422, , Juiz de Fora, MG, Brasil Telefone: ext: 28; FAX: hbraga@engelet.ufjf.br Abstract This work describes a survey on the static converter topologies applied to photovoltaic energy processing, emphasizing single-phase grid-connected ones. In addition to circuit presentation and specific comments, a discussion regarding international standards is provided. A new topology, based on current-multilevel converters, proposed by the authors, is also presented here. An extensive comparison table is included at the end of this paper concerning important parameters, such as inverter type, isolation capability, number of switching devices, number of reactive elements, number of stages and quality of injected current. Design engineers could use the information presented here to decide about the topology that meets their requirements. Keywords Renewable energy, photovoltaic energy processing, inverter topologies, survey. 1. Introdução Nos últimos anos são notados, em todo o mundo, esforços na busca de alternativas energéticas para substituir a principal fonte de energia da atualidade: o petróleo. No Brasil, a preocupação e o interesse por diferentes formas de aproveitamento de energia para conversão em eletricidade aumentaram após a crise do sistema elétrico brasileiro e racionamento de energia elétrica passados no ano de A energia solar fotovoltaica (, do inglês photovoltaic) vem se mostrando uma alternativa muito interessante para suplementar a geração do sistema de energia elétrica. Devido à contínua queda no preço dos painéis, este tipo de aproveitamento da energia solar, antes atrativo apenas em regiões remotas ou na zona rural, começa a se tornar uma solução economicamente viável para a utilização em aplicações urbanas como, por exemplo, em pequenas unidades monofásicas de geração de energia elétrica conectadas à rede, em residências. Existem sistemas fotovoltaicos conectados à rede com potências de 100 W a vários megawatts, sendo que a potência da maioria dos sistemas residenciais se encontra na faixa de 1 kw a 5 kw (Kroposki & DeBlasio, 2000). Nestes sistemas, toda a energia gerada é injetada no ponto de acoplamento comum (PCC, do inglês point of common coupling) entre a rede e as cargas, suprindo ou auxiliando no suprimento da demanda local. O excedente de geração, caso exista, é injetado no sistema interligado de energia elétrica, que funciona como uma grande bateria, armazenando energia nos reservatórios de água de usinas hidrelétricas. Durante os períodos onde a geração é insuficiente (por exemplo, à noite ou em períodos de baixa insolação), as cargas locais são alimentadas totalmente pela rede elétrica da concessionária. Nestes sistemas, torna-se necessária a utilização de um medidor de energia elétrica bidirecional, para registrar o consumo e geração da residência. Em um painel fotovoltaico, a energia solar é convertida diretamente em energia elétrica, através do efeito fotovoltaico, gerando tensão e corrente contínuas (CC) em seus terminais. Essa característica faz com que seja necessário utilizar um sistema de processamento e condicionamento da energia convertida, como interface entre o painel fotovoltaico e a rede elétrica, a fim de adequar a freqüência e os níveis de tensão, permitindo que operem em paralelo. Neste trabalho será apresentada uma revisão bibliográfica sobre as topologias utilizadas em conversores estáticos aplicados à geração de energia fotovoltaica, com ênfase em aplicações monofásicas conectadas à rede elétrica. Esta revisão não pretende mostrar todas as possibilidades de topologias que estão sendo aplicadas atualmente, mas sim, exibir uma amostra deste universo que é a conversão estática e o processamento de energia. Serão apresentadas topologias publicadas em revistas e congressos de sociedades nacionais (SOBRAEP, SBA) e internacionais (IEEE, IEE, EPE). Será apresentada também, uma nova topologia, baseada em conversores multiníveis em corrente, proposta pelos autores.

2 2. Sistemas de Processamento de Energia Fotovoltaica Residenciais Além do processamento da energia fotovoltaica, os sistemas devem apresentar algumas características relacionadas à segurança, eficiência e qualidade de energia. Existem algumas normas e recomendações internacionais como a IEEE Std e a UL 1741que abordam diversos aspectos em relação à conexão de sistemas fotovoltaicos à rede elétrica. Os sistemas devem possuir proteções que o desconectem da rede elétrica quando esta estiver, por algum motivo, desligada, evitando assim, o chamado ilhamento (do inglês islanding), que é a energização de uma parte da rede elétrica que deveria estar desligada. Devem existir também proteções que tirem o sistema de operação quando a tensão ou a freqüência da rede estiverem fora de padrões pré-determinados. A recomendação IEEE Std apresenta sugestões para os limites de operação do conversor. A corrente elétrica injetada na rede deve possuir baixo conteúdo harmônico. Os níveis de harmônicos permitidos são definidos na recomendação IEEE Std e variam de acordo com a influência do conversor no sistema elétrico. O isolamento galvânico entre os painéis fotovoltaicos e a rede elétrica pode ser feito através de transformadores de baixa ou alta freqüência. Neste último caso, o transformador é parte constituinte do conversor CC-CC isolado. Existe uma tendência nos sistemas mais modernos em utilizar transformadores de alta freqüência (Kjaer et al, 2002). Em vários sistemas fotovoltaicos, a fim de uma diminuição de custos e de complexidade, o isolamento galvânico dos painéis não é utilizado, o que traz dificuldades em relação ao aterramento dos mesmos. O isolamento dos painéis, embora não seja uma exigência de normas como a IEEE Std , nem uma obrigatoriedade em países como Alemanha e Estados Unidos, é um requisito necessário em outros, como, por exemplo, Itália e Reino Unido. Assim, não existe uma uniformidade quanto aos requisitos de isolação e aterramento por parte dos organismos de normalização internacionais, tais como IEEE e IEC, dentre outros (Calais et al, 2002). Uma característica opcional, porém interessante, é a existência de um sistema de busca do ponto de potência máxima (MPPT, do inglês maximum power point tracking), que pode aumentar em até 11% a energia gerada, representando apenas cerca de 2% do custo total do sistema de conversão (Andersen & Alvsten, 1995; Enslin et al, 1997). Existem diversas configurações de sistemas monofásicos de processamento de energia fotovoltaica, empregando as mais diversas topologias de conversores estáticos, operando com chaveamento em baixa ou em alta freqüência. Neste trabalho, estas topologias serão dividas em quatro grupos: Topologias com único estágio inversor (não-isoladas); Topologias com único estágio inversor (isoladas); Topologias com múltiplos estágios de conversão (isoladas); Topologias com múltiplos estágios de conversão (não-isoladas). Os diagramas de blocos, representando cada um destes tipos de topologias numa visão macroscópica, são mostrados na Fig. (1). (a) (b) (c) (d) Figura 1. Classificação dos tipos de sistemas monofásicos de processamento de energia fotovoltaica. Topologia com: (a) único estágio inversor, não-isolada; (b) único estágio inversor, isolada; (c) múltiplos estágios de conversão, isolada; (d) múltiplos estágios de conversão, não-isolada.

3 3. Topologias com Único Estágio Inversor (Não-Isoladas) A forma mais simples de condicionar a energia fotovoltaica para injetá-la na rede é através da utilização de um inversor fazendo diretamente a interface entre painel e rede elétrica. Existem inversores de tensão (VSI, do inglês voltage-source inverter) e inversores de corrente (CSI, do inglês current-source inverter). No final da década de 1980, a maioria dos sistemas de processamento de energia fotovoltaica eram baseados em inversores CSI tiristorizados, comutados pela linha, como o circuito da Fig (2), cuja potência chegava a atingir muitos kilowatts (Calais et al, 2002). Esta topologia é conhecida como LCI (do inglês, line-commutated inverter). Suas principais vantagens são sua robustez, simplicidade e alta eficiência. Entretanto, tais sistemas apresentam um baixo fator de potência, injetando na rede uma corrente com elevada distorção harmônica e alto fator de deslocamento, o que precisa ser compensado através de filtros especiais. I dc L Filtragem + Compensação Figura 2. Inversor tiristorizado comutado pela linha (LCI). A fim de melhorar o conteúdo harmônico e o fator de deslocamento da corrente injetada na rede elétrica foram propostas diversas topologias de inversores CSI e VSI. Uma topologia interessante, comutada na freqüência da rede, é a proposta por Martins et al (2001), exibida na Fig. (3). Este inversor de corrente é capaz de injetar na rede uma corrente quase senoidal, com baixa distorção harmônica. A chave auxiliar pode ser um TRIAC. Operando em baixa freqüência, esta topologia não apresenta perdas por chaveamento e não necessita a utilização de filtro de EMI (interferência eletromagnética). A principal desvantagem é a necessidade de um indutor de valor relativamente grande, construído com núcleo de ferro-silício. L C 2 S aux S 3 S 4 Figura 3. Inversor monofásico comutado em baixa freqüência de alto fator de potência. Os inversores VSI, como o mostrado na Fig. (4), associados a técnicas de modulação em largura de pulso (PWM), utilizando chaveamento em alta freqüência, são amplamente utilizados. Com um controle baseado em PWM senoidal, torna-se relativamente simples a síntese de uma corrente com baixa distorção harmônica com esta topologia. No trabalho proposto por Kuo et al (2001), o controle do ponto de máxima potência (MPPT) é incorporado ao inversor, otimizando sua operação, entretanto, o algoritmo de controle torna-se relativamente mais complexo. A freqüência de chaveamento utilizada foi 18 khz. A principal desvantagem da utilização direta de inversores VSI é a necessidade da associação de vários painéis fotovoltaicos em série (no caso citado, 14 painéis em série), a fim de manter a tensão no barramento CC maior que o pico da tensão da rede elétrica, uma vez que a tensão de circuito aberto de um painel fotovoltaico comercial típica fica em torno de 30 V (Kjaer et al, 2002). Outra desvantagem do chaveamento em alta freqüência é o fato das perdas por chaveamento passarem a ser significativas. A fim de diminuir estas perdas por chaveamento podem ser utilizadas técnicas de comutação suave. Na Fig. (5) é mostrada uma topologia de inversor CSI com comutação suave, proposta por Oishi et al (2002). Pode-se notar um aumento na complexidade do hardware utilizado.

4 T 1 T 2 a 1 a 2 D block S 3 Filtro Passa-Baixas L o S 4 Figura 4. Inversor VSI monofásico full-bridge. VSI PWM Full-Bridge L o L d C o L r Q 2 C r Q 1 C L T 3 T 4 Figura 5. Tipo de inversor CSI monofásico com comutação suave. Como os painéis fotovoltaicos geram tensão e corrente CC em seus terminais, torna-se interessante a aplicação de inversores multiníveis em tensão para conectá-los à rede, utilizando-os como fontes de tensão independentes. Na Fig. (6)-a e na Fig. (6)-b são mostradas duas topologias de inversores PWM multiníveis em tensão utilizadas em sistemas fotovoltaicos propostas por Agelides et al (1997) e por Calais & Agelides (2000), respectivamente. Ambas topologias operam em 5 níveis de tensão. C S op Filtro Passa-Baixas Filtro Passa-Baixas b 1 b 2 L o a 1 c 1 c 2 C S on S 3 S 4 C 2 (a) d 1 d 2 (b) Figura 6. Inversores PWM multiníveis em tensão. (a) Inversor full-bridge com chave bi-direcional adicional; (b) Conexão em cascata de inversores. 4. Topologias com Único Estágio Inversor (Isoladas) Nenhum dos inversores exibidos na seção anterior apresenta isolamento galvânico entre os painéis fotovoltaicos e a rede elétrica. A fim de realizar o isolamento entre a rede e os painéis, algumas topologias utilizam um transformador de baixa freqüência, com núcleo de ferro-silício, na saída do inversor. Neste caso, a indutância de dispersão do transformador pode ajudar na filtragem da corrente injetada na rede. Como exemplo, pode-se citar a topologia utilizada por Souza et al (2001), mostrada na Fig. (7).

5 D i Trafo 30 V/220 V C i Painel Cf VSI PWM Full-Bridge Figura 7. Inversor VSI PWM isolado. Uma topologia multinível em tensão interessante, patenteada por Thomas (1994), disponível no mercado norteamericano, consiste de três inversores VSI monofásicos full-bridge, com suas saída conectadas ao primário de um transformador, como mostra a Fig. (8). Os secundários dos transformadores são conectados em série e suas relações de transformação são escolhidas como múltiplas umas das outras. Um inversor deste tipo, com n transformadores é capaz de gerar 3 n níveis de tensão em sua saída, sintetizando uma tensão quase senoidal, através de chaveamento em baixa freqüência (Calais et al, 2002). N 1 : N 2 N 3 : N 4 N 5 : N 6 C i Painel Figura 8. Inversor multinível em tensão isolado. 5. Topologias com Múltiplos Estágios de Conversão (Isoladas) Através do uso de conversores CC-CC isolados com transformadores de alta freqüência, com núcleo de ferrite, é possível reduzir o peso e o volume dos equipamentos. As desvantagens existentes no uso de conversores CC-CC isolados estão nas topologias ligeiramente mais complexas e na existência de perdas devido ao chaveamento em alta freqüência. Estes sistemas fotovoltaicos, geralmente, são compostos por dois ou mais estágios de processamento de energia em cascata. O sistema proposto por Demonti & Martins (2001), utiliza um conversor CC-Clyback, em cascata com um inversor VSI PWM, como mostra a Fig. (9). Ambos conversores são chaveados em 25 khz. O conversor CC-CC é responsável pelo isolamento galvânico dos painéis e pela adequação do nível da tensão aplicada à entrada do inversor, que deve ser superior ao pico da tensão da rede elétrica. O inversor VSI, junto com o filtro de saída, é responsável pela síntese de uma corrente com baixa distorção harmônica e alto fator de potência (quase unitário). 1 : a Conversor Flyback VSI PWM Full-Bridge Figura 9. Sistema utilizando o conversor CC-Clyback em cascata com inversor VSI.

6 O uso de conversores do tipo flyback é mais adequado a níveis de potência até cerca de 100 W, como o do caso anterior. Para potências maiores, podem ser utilizados outros conversores CC-CC como o full-bridge (Bose et al, 1985; Gow & Bleijs, 1999) ou o push-pull (Merwe & Merwe, 1998; Demonti et al, 1999). Na Fig. (10) é mostrada uma aplicação utilizando o conversor full-bridge (Bose et al, 1985). Neste sistema, o conversor CC-CC realiza a busca do ponto de máxima potência dos painéis e sintetiza uma corrente senoidal retificada, operando numa freqüência de chaveamento entre 10 khz e 16 khz. O inversor utilizado é composto por transistores e é chaveado na freqüência da rede, realizando a inversão de polaridade da corrente sintetizada no estágio anterior, injetando uma corrente senoidal na rede elétrica. Na Fig. (11) e na Fig. (12) são mostrados dois sistemas que utilizam o conversor CC-CC push-pull. No primeiro (Merwe & Merwe, 1998), a função de cada etapa é muito semelhante às etapas correspondentes do sistema da Fig (10). Já o sistema da Fig. (12) é composto por três estágios: um conversor CC-CC push-pull, um conversor CC-CC buck e um inversor CSI (Demonti et al, 1999). O primeiro estágio é chaveado em 20 khz e proporciona a isolação galvânica dos painéis, além de elevar a tensão a níveis convenientes aos próximos estágios (por volta de 400 V). O segundo estágio é responsável por sintetizar uma corrente senoidal retificada, sendo também chaveado em 20 khz. Já o terceiro estágio é um inversor, chaveado na freqüência da rede e tem a mesma função do inversor do sistema apresentado na Fig. (10). Conversor CC-CC Full-Bridge Q 1 Q 2 Q 5 Q 6 T 1 D 5 Q 3 Q 4 D 3 D 4 Q 7 Q 8 Figura 10. Sistema utilizando o conversor CC-Cull-bridge em cascata com inversor CSI. 1 2 Painel C Conversor Push-Pull VSI Figura 11. Sistema utilizando o conversor CC-CC push-pull em cascata com inversor VSI. D 4 D 5 L 1 Conversor Buck S 4 S 5 S 3 L 2 Painel D 3 D 6 D 7 S 6 S 7 Conversor Push-Pull CSI Figura 12. Sistema utilizando com três estágios de processamento de energia.

7 6. Topologias com Múltiplos Estágios de Conversão (Não-Isoladas) Com a finalidade de reduzir a complexidade e o custo do sistema de condicionamento de energia, algumas topologias não utilizam isolamento galvânico entre os painéis e a rede elétrica. O preço pago por esta simplificação é a dificuldade no aterramento dos painéis. No caso de aplicações residenciais, os painéis fotovoltaicos são geralmente incorporados aos telhados das edificações, em locais de difícil acesso, o que permite uma operação relativamente segura dos sistemas de conversão não-isolados. Um arranjo simples, porém eficiente, é composto por um conversor CC-CC boost em cascata com um inversor VSI (Gow & Manning, 2000; Blauth et al, 2002), ambos chaveados em alta freqüência, como pode ser visto na Fig. (13). O conversor boost é responsável pelo rastreamento do ponto de máxima potência do painel e pela elevação da tensão. O inversor VSI tem a função de injetar uma corrente senoidal, com baixa distorção harmônica na rede elétrica. No sistema proposto em (Blauth et al, 2002), o inversor VSI pode operar também como filtro ativo, compensando as características reativas e harmônicas de cargas vizinhas. Dois sistemas fotovoltaicos interessantes, utilizando o conversor CC-CC buck-boost em cascata com um inversor VSI, são apresentados por Kang et al (2002) e Chomsuwan et al (2002) e mostrados na Fig. (14). O princípio de operação desses sistemas é semelhante. O primeiro estágio é chaveado em alta freqüência, operando em modo de condução descontínua, sendo responsável pela síntese de uma corrente que acompanha o módulo de uma senóide. Já o segundo estágio, operando em baixa freqüência, realiza a inversão de polaridade da corrente e sua filtragem, injetando na rede uma corrente praticamente senoidal. L B D B Painel S B C C Conversor Boost VSI PWM Full-Bridge Figura 13. Sistema utilizando o conversor boost em cascata com um inversor VSI. S A i DA D A C IN V IN L V DC C DC S 4 S 3 i L Conversor Buck-Boost (a) VSI L 1 L 2 C 2 Conversor Buck-Boost 2 Células VSI (b) Figura 14. Sistemas utilizando o conversor buck-boost em cascata com um inversor VSI. (a) Buck-boost convencional; (b) Buck-boost duplo.

8 Um sistema fotovoltaico baseado em conversores multiníveis em corrente (MNC) é apresentado por Rodrigues et al (2003) e mostrado na Fig. (15). Este sistema utiliza um conversor boost com duas células multiníveis em corrente ligado em cascata a um inversor CSI tiristorizado e é chamado Inversor Boost MNC 5 Níveis. O primeiro estágio opera em PWM senoidal, numa freqüência de 3 khz, utilizando como referência uma senóide retificada e sintetizando uma corrente em três níveis, cuja portadora é de 6 khz. O segundo estágio é comutado na freqüência da rede e tem a função de inverter a polaridade de um dos ciclos da corrente sintetizada pelo primeiro estágio, a fim de injetá-la na rede. Após filtragem, é possível injetar uma corrente praticamente senoidal na rede, com baixa distorção harmônica e alto fator de potência. Com a utilização de conversores multiníveis em corrente, é possível realizar uma divisão equânime da corrente total do conversor entre as chaves semicondutoras, o que permite o uso de componentes com menor corrrente nominal, reduz as perdas por condução e o stress sobre os componentes, fazendo esta topologia apropriada a aplicações de maior potência. Devido à estratégia de chaveamento utilizada, as chaves são comutadas numa freqüência igual à metade da freqüência de saída do conversor, reduzindo as perdas por chaveamento. O inversor CSI possui perdas por chaveamento desprezíveis, pois, sendo chaveado na freqüência da rede, sua comutação ocorre em valores próximos de zero de tensão e de corrrente. A característica fortemente indutiva do inversor CSI faz com que o sistema possua uma proteção natural contra curto-circuito e uso de tiristores na ponte inversora torna o sistema extremamente robusto. Resultados de simulação deste sistema são exibidos na Fig. (16), para os seguintes parâmetros: L i = 250 mh, L b = 50 mh, V s = 127 V (rms), f = 60 Hz e f SW = 3 khz. Filtro: Lf = 2.5 mh, Cf = 4.7 µf e Rf = 4.7 Ω. Nesta simulação foi utilizado um modelo matemático de painel fotovoltaico orientado a circuito (Koutroulis et al, 2001), representando um conjunto painéis de potência equivalente a 720 Wp (watt-de-pico). A taxa de distorção harmônica obtida foi THD = 4,475 %, com um angulo de atraso de 1,354 entre a corrente e a tensão da rede. i D1 id2 i 3n T 1 T 2 i s D L i L b i 5n C i i i S1 i b i S2 T 3 T 4 v s Figura 15. Sistema fotovoltaico utilizando o Inversor Boost MNC 5 Níveis. Figura 16. Principais formas de onda do Inversor Boost MNC 5 Níveis (simulação).

9 7. Quadro Resumo Um sumário das topologias apresentadas neste trabalho é feito na Tab. (1). O número de indutores e capacitores, apresentado na Tab. (1), não leva em consideração os componentes utilizados nos filtros passivos de saída dos sistemas de conversão. As siglas AF e BF se referem a alta freqüência e baixa freqüência, respectivamente. O termo alto FP utilizado se refere a um fator de potência perto da unidade e o termo baixa THD foi utilizado para um taxa de distorção harmônica inferior a 5%. Tabela 1. Resumo das características das topologias apresentadas. Topologia Corrente Estágios Chaves Isolamento Tipo de Indutores Capacitores Injetada na Semicondutoras Galvânico Inversor AF BF THD FP Fig. (2) Não CSI alta baixo Fig. (3) Não VSI baixa alto Fig. (4) Não VSI baixa alto Fig. (5) Não CSI baixa alto Fig. (6)-a Não VSI baixa alto Fig. (6)-b Não VSI baixa alto Fig. (7) BF VSI baixa alto Fig. (8) BF VSI baixa alto Fig. (9) AF VSI baixa alto Fig. (10) AF CSI baixa alto Fig. (11) AF VSI baixa alto Fig. (12) AF CSI baixa alto Fig. (13) Não VSI baixa alto Fig. (14)-a Não VSI baixa alto Fig. (14)-b Não VSI baixa alto Fig. (15) Não CSI baixa alto 8. Conclusões Este trabalho apresentou uma revisão bibliográfica sobre as principais topologias de sistemas de conversão de energia fotovoltaica em energia elétrica aplicadas a sistemas monofásicos, com a finalidade de suplementar o consumo de energia elétrica de residências. As principais características, vantagens e desvantagens de cada topologia foram abordadas. Devido à grande quantidade de informação compilada, este trabalho pode ser tornar útil na seleção da topologia mais adequada a uma determinada aplicação, bem como, servir como ponto de partida para a proposição de novas topologias e soluções para o condicionamento e processamento de energia fotovoltaica. Referências Bibliográficas Agelides, V.,G., Baker, D. M., Lawrance, W. B., Nayar, C.V., 1997, A Multilevel PWM Inverter Topology for Photovoltaic Applications, in Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 97). Andersen, M., Alvsten, B., 1995, 200 W Low Cost Module Integrated Utility Interface for Modular Photovoltaic Energy Systems, Proceedings of the 1995 IEEE IECON (IECON 21), pp Blauth, Y. B., Wisbeck, J. O., Krenzinger, A., 2002, Condicionador de Energia para Solares com Melhoria do Conteúdo Harmônico e do Fator de Potência da Instalação, em Anais do XIV Congresso Brasileiro de Automática (CBA 2002), Natal, Brasil, pp Bose, B. K., Szczesny, P. M., Steigerwald, R. L., 1985, Microcomputer Control of a Residential Photovoltaic Power Conditioning System, IEEE Ind. Appl. Soc. Annual Meeting, pp Calais, M., Agelides, V. G., 2000, A Transformerless Five Level Cascaded Inverter Based Single Phase Photovoltaic System, in Proceeding of the IEEE 31 st Power Electronics Specialists Conference (PESC 2000), pp Calais, M., Myrzik, J., Spooner, T., Agelidis, V. G., 2002, Inverters for Single-Phase Grid Connected Photovoltaic Systems -An Overview, in Proceedings of the IEEE 33 rd Power Electronics Specialists Conference (PESC 2002), Vol. 4, pp Chomsuwan, K., Prisuwanna, P., Monyakul, V., 2002, Photovoltaic Grid-Connected Inverter Using Two-Switch Buck- Boost Converter, in Proceedings of the 29 th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, pp

10 Demonti, R, Martins, D. C., Barbi, I., 1999, Static Conversion System for Treatment of the Solar Energy and Interconnection with the Mains Power Supply, em CD-ROM do V Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP 99), Foz do Iguaçu, Brasil. Demonti, R, Martins, D. C., 2001, Photovoltaic Energy Processing for Utility Connected System, em Anais do VI Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP 2001), Florianópolis, Brasil, pp Enslin, J. H. R., Wolf, M. S., Snyman, D. B., Swiegers, W., 1997, Integrated Photovoltaic Maximum Power Point Tracking Converter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 44, no. 6, December. Gow, J. A., Bleijs, J. A. M., 1999, A Modular DC-DC Converter and Maximum Power Tracking Controller for Medium to Large Scale Photovoltaic Generating Plant, in CD-ROM of the 8 th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE 99), Lausanne, Switzerland. Gow, J. A., Manning, C. D., 2000, Photovoltaic Converter System Suitable for Use in Small Scale Stand-Alone or Grid Connected Applications, in IEE Proc. on Electr. Power Appl., vol. 147, no. 6, pp IEEE Std , Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. IEEE Std , Recommended Practice for Utility Interface of Photovoltaic Systems. Kang, F. S., Kim, C. U., Park, S. J., Park, H. W., 2002, Interface Circuit for Photovoltaic System Based on Buck-Boost Current-Source PWM Inverter, in Proceedings of the 28 th IEEE Industrial Electronics Society Confererence (IES 2002), pp Kjaer, S. B., Pedersen, J. K., Blaabjerg, F., 2002, Power Inverter Topologies for Photovoltaic Modules A Review, Proceedings of the 37 th IEEE Industry Applications Conference (IAS 2002), pp Koutroulis, E., Kalaitzakis, K., Voulgaris, N. C., 2001, Development of a Microcontroller-Based, Photovoltaic Maximum Power Point Tracking Control System, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 15, no.1, pp Kroposki, B. e DeBlasio, R., 2000, Technologies for the New Millenium: Photovoltaics as a Distributed Resource. IEEE Power Engineering Society Summer Meeting. Kuo, Y. C., Liang, T. J., Chen, J. F., 2001, Novel Maximum Power-Point-Tracking Controller for Photovoltaic Energy Conversion System, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 48, No. 3, pp Martins, G. M., Pomilio, J. A., Buso, S., 2001, A Single-Phase Low-Frequency Commutation Inverter for Renewables, em Anais do VI Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP 2001), Florianópolis, Brasil, pp Merwe, G., Merwe, L., 1998, 150 W Inverter An Optimal Design for Use in Solar Home Systems. in Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 98), Vol. 1, pp Oishi, H., Okada, H., Ishizaka, K., Itoh, R., 2002, Single-Phase Soft-Switched Current-Source Inverter for Utility Interactive Photovoltaic Power Generation System, in Proceedings of the 2002 IEEE Power Conversion Conference (PCC 2002), Osaka, Japan. Rodrigues, M. C. B., Teixeira, E. C., Braga, H. A. C., 2003, A Current Five-Level Boost Inverter Applied to a Grid- Connected Photovoltaic System in Anais do VII Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP 2003), Fortaleza, Brasil (no prelo). Souza, K., Daher, S, Antunes, F., 2001, A Single-Phase Inverter for Systems. em Anais do VI Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP 2001), Florianópolis, Brasil, pp Thomas, G. H., 1994, Power Inverter for Generating Voltage Regulated Sine Wave Replica, US Patent no UL Subject 1741, Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in Photovoltaic Power Systems. Copyright Notice The authors are the only responsible for the printed material included in this paper. Title (in English): A TOPOLOGICAL SURVEY ON SINGLE-PHASE GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEMS