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Fotovoltaica
La tecnología fotovoltaica implica convertir energía solar
directamente en energía eléctrica por medio de células solares. El principal
requerimiento de las interfaces de electrónica de potencia de los sistemas PV
es convertir el voltaje DC generado en un AC conveniente para uso por el
consumidor y conexión a las redes públicas. Generalmente, la magnitud del voltaje
DC de la disposición PV se requiere para impulsar un alto valor usando
convertidores DC-DC antes de convertirlos a una AC compatible con las redes
públicas.
Los inversores DC-AC son luego utilizados para convertir el
voltaje a 50 – 60 Hz. El proceso de controlar la salida del voltaje y corriente
de la disposición debe ser optimizada basándose en las condiciones climáticas.
Algoritmos de control especializados han sido desarrollados buscando el punto
de máxima potencia (mppt) para extraer constantemente la máxima cantidad de
energía de la disposición bajo condiciones variables. El proceso de control
mppt y boosting de voltaje se implementa usualmente en convertidores DC-DC,
mientras que el inversor DC-AC se usa para control de la corriente de red.
Los sistemas PV pueden estructurarse en varias
configuraciones operacionales. Cada configuración tiene las interfaces de
electrónica de potencia básicas que interconectan el sistema a las redes
públicas. La principal ventaja de este diseño es el hecho de que si el
convertidor es la parte más costosa del sistema instalado, este sistema tiene
el diseño de coste más bajo debido a la presencia de sólo un inversor. La
desventaja principal de esta configuración es que las pérdidas de potencia
pueden ser altas debido al fenómeno mismatch o desacoplamiento entre los
módulos PV y la presencia de diodos de string. Otra desventaja es que esta
configuración tiene un punto de fallo único en el inversor, por lo tanto, tiene
menos fiabilidad.
El voltaje de entrada de los strings PV puedes ser lo
bastante alto como para eludir amplificaciones de voltaje. Como el coste de los
módulos PV es todavía bastante caro, pueden añadirse amplificaciones de voltaje
junto con un inversor string en orden de permitir que unos pocos módulos sean
conectados al inversor. Los inversores multi-string, un desarrollo del inversor
string, tiene varios strings con interfaces con sus propios convertidores DC-DC
para impulsión de voltaje y luego son conectados a un bus DC común. Un inversor
DC-AC es luego usado para interface con la distribuidora.
Otra configuración posible es aquella donde cada módulo PV
tiene su propio inversor. Este diseño también es conocido como módulo AC. Las
ventajas de este tipo de sistema son que es fácil añadir módulos porque cada
módulo tiene su propio inversor DC-AC y la conexión a la red es fácil
conectando los cableados de campo AC del inversor juntos. Hay también una
mejora total en la fiabilidad del sistema.
También se pueden conectar un buen número de paneles en
serie en un único string o cadena. Típicamente, 15 paneles son conectados en
serie e interconectados a la distribuidora con un inversor por string. La
ventaja principal de esta topología es que no hay pérdidas asociadas con los
diodos del string y un rastreador del punto de máxima potencia puede ser
aplicado en cada string. Esto es especialmente útil cuando se montan múltiples
strings en superficies fijas de diferentes orientaciones. La desventaja de esta
configuración es el coste incrementado debido a inversores adicionales.
El voltaje de entrada desde los string PV pueden ser lo
bastante altos como para evitar la necesidad de una amplificación de voltaje.
Ya que el coste de los módulos fotovoltaicos es todavía bastante caro, puede
añadirse ampliación de voltaje con el inversor del string en orden de permitir
que menos módulos sean conectados al inversor. Los inversores multi-string, un
desarrollo del inversor string, tienen varios strings que son comunicados con
su propio convertidor DC-DC para impulsar el voltaje y luego conectarse a un
bus DC común. Un inversor DC-AC común luego se usa para conectar con las redes
públicas.
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