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Capa do livro Aplicação de controladores PID na produção de hidrogênio verde

Tecnologia

Aplicação de controladores PID na produção de hidrogênio verde

Autoria: Luciano Marcelo Lucena da Silva

O livro propõe um controle PID para um conversor CC-CC do tipo Buck que estabiliza a energia de painéis fotovoltaicos para a produção contínua de hidrogênio verde. Simulações no MATLAB/Simulink mostram os limites dos controladores clássicos e o melhor desempenho do I-PDF, com tempo de acomodação de 3 ms e robustez ideal igual a 1.

Sobre o livro

O livro propõe um controle PID para um conversor CC-CC Buck, visando estabilizar a energia solar para a produção contínua de hidrogênio verde. As simulações realizadas no MATLAB demonstraram que os controladores clássicos apresentam severas limitações diante de variações de irradiação. Em contrapartida, o controlador avançado I-PDF mostrou-se altamente eficaz, alcançando tempo de acomodação de 3 ms e robustez ideal igual a 1. Conclui-se que essa técnica avançada é essencial para garantir a operação segura e ininterrupta do sistema, mesmo sob instabilidades climáticas.

O livro propõe um sistema de controle PID para um conversor CC-CC do tipo Buck, visando fornecer energia estável de painéis fotovoltaicos para uma célula eletrolítica e garantir a produção contínua de hidrogênio verde. O sistema foi modelado no ambiente Simulink do MATLAB R2026a, onde diferentes controladores foram testados quanto ao desempenho, robustez e capacidade de rejeição de distúrbios.

As simulações revelaram que controladores clássicos simples (P e I) apresentam lentidão e incapacidade de eliminar erros, enquanto os compostos (PI e PID), embora superiores, continuam sensíveis a variações abruptas na entrada. Diante dessas limitações, as configurações avançadas provaram-se consideravelmente mais eficazes, com destaque absoluto para o controlador I-PDF, que demonstrou o melhor compromisso dinâmico da pesquisa e garantiu estabilidade mesmo sob flutuações rápidas e sombreamento parcial.

Conclui-se, assim, que a aplicação de técnicas de controle avançado em conversores CC-CC é essencial para viabilizar e otimizar a produção segura, eficiente e ininterrupta de hidrogênio verde movida exclusivamente a energia solar.

Para quem é

engenheiros, técnicos e pesquisadores de automação, controle de processos, eletrônica de potência e energias renováveis.

Sumário

  1. 1. Introdução15
  2. 2. Revisão bibliográfica dos componentes do sistema18
  3. 2.1 Energia solar fotovoltaica18
  4. 2.2 Eletrólise da água do mar para produzir hidrogênio e hipoclorito de sódio22
  5. 2.3 Conversor de corrente contínua em corrente contínua tipo Buck30
  6. 2.4 Controle de processo33
  7. 3. Estratégia de controle PID aplicada ao sistema52
  8. 3.1 Métodos clássicos de sintonia de controladores PID52
  9. 3.2 Robustez e estabilidade do controlador PID56
  10. 4. Modelagem matemática dos componentes do sistema62
  11. 4.2 Modelagem matemática do conversor tipo Buck63
  12. 4.3 Modelo matemático do sistema com o controlador PID70
  13. 5. Simulações em malha fechada73
  14. 5.2 Simulações realizadas no diagrama de blocos do sistema74
  15. 6. Resultados e discussões102
  16. 6.5 Comparação entre os três melhores controladores111
  17. 6.6 Aplicação do controlador I-PDF na malha de controle do conversor tipo Buck113
  18. 7. Conclusão121
  19. Referências124

Sobre a autoria

Luciano Marcelo Lucena da Silva

Luciano Marcelo Lucena da Silva

Mestre em Energias Renováveis · Instrumentação e automação industrial

Mestre em Energias Renováveis pela Universidade Federal de Alagoas – UFAL, Especialista em Automação Industrial e Controle de Processos, possui mais de 37 anos de experiência nas áreas de instrumentação e automação voltadas para a indústria, dos quais mais de 20 anos na Petrobras. Possui experiência de mais de 18 anos em docência do ensino superior.

    Como citar esta obra

    Se você vai referenciar este livro em um trabalho, é só copiar no formato que o seu texto usa.

    SILVA, Luciano Marcelo Lucena da. Aplicação de controladores PID na produção de hidrogênio verde. Araucária: Editora Sorian, 2026. 130 p. ISBN 978-65-5453-911-1.

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