ANÁLISE DE TÉCNICAS DE CONTROLE PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE COM ENERGIA FOTOVOLTAICA
hidrogênio verde; energia fotovoltaica; conversor Buck; controle PID; eletrólise da água.
A dissertação tem como finalidade desenvolver e implementar um sistema de controle PID
aplicado a um conversor CC‐CC do tipo Buck, destinado ao fornecimento estável de energia
elétrica em corrente contínua para uma célula eletrolítica alimentada por módulos fotovoltaicos,
garantindo a produção contínua de hidrogênio verde mesmo diante das variações inerentes à
geração fotovoltaica. O percurso metodológico inclui a modelagem completa do arranjo
fotovoltaico, do conversor e da célula eletrolítica no ambiente Simulink do MATLAB R2026a,
no qual são implementados diferentes controladores clássicos (P, I, PI, PD, PID e suas
variações) avaliados quanto ao desempenho transitório, à robustez e à rejeição a distúrbios. Para
cada controlador, obtêm-se parâmetros de sintonia, curvas de reação a degrau e métricas de
desempenho, como tempo de acomodação, sobressinal, erro em regime permanente e
sensibilidade a perturbações. Os resultados demonstram que controladores simples, como P e
I, apresentam limitações significativas, seja pela incapacidade de eliminar o erro estacionário,
seja pela lentidão excessiva da resposta. Controladores compostos, como PI e PID, exibem
desempenho superior, mas ainda são sensíveis a variações abruptas na entrada. As
configurações avançadas, especialmente o controlador I‐PDF, mostram-se mais eficazes na
estabilização da tensão e da corrente fornecidas à célula eletrolítica, apresentando melhor
desempenho diante dos distúrbios, maior rejeição às variações de irradiância e maior robustez
diante das não linearidades do processo. As simulações finais confirmam que o controlador
I‐PDF proporciona o melhor compromisso entre desempenho dinâmico, apresentando um
tempo de acomodação de 3 ms e uma robustez ideal, apresentando valor igual a 1, garantindo
estabilidade mesmo em cenários de sombreamento parcial ou de flutuações rápidas da geração
fotovoltaica. Conclui-se que a aplicação de técnicas de controle avançado em conversores
CC‐CC é essencial para viabilizar sistemas de produção de hidrogênio verde alimentados
diretamente pela energia solar, assegurando operação eficiente, segura e contínua, além de abrir
caminho para futuras otimizações e implementações em sistemas reais.