UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA

SECCIONAL SOGAMOSO ELECTRONICA DE POTENCIA

ERIKA NATALY BECERRA PANQUEVA SANTIAGO NICOLAS MANOSALVA ORTIZ

DISEO Y ANALISIS DE UN CONVERTIDOR DC/DC/AC TRIFASICO SOLAR CON MINIMO ENLACE DE

CAPACITANCIA DC

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OBJETIVO

DOS METODOS ANALITICOS DIFERENTES PARA DETERMINAR UN MINIMO DE CAPACIDAD DE ENLACE DC.

CONTROL REDUCIR LA CAPACIDAD DEL ENLACE DC EN LOS CONVERTIDORES SOLARES Y SU ANALISIS.

VENTAJAS SUPRIMEN PICOS DE TENCION.

INTRODUCCION

La energa solar captada por las celdas solares es una de las energas que se imponen como uno de los ms importantes energas renovables en el futuro . El desarrollo de celdas solares, mdulos solares de gran alcance y convertidores solares altamente eficientes y pequeos con un largo tiempo de vida se convierte en el ms y ms importante desafo ya que es necesario utilizar la energa solar irradiada eficientemente tanto como sea posible.

Estructura principal en modo comn de un generador de energa fotovoltaica

En este articulo se disea, se presenta y se implementa un esquema de control simple y fcil donde es posible minimizar la capacitancia en el enlace DC de convertidores solares con un convertidor DC/DC y un convertidor DC/AC. Se muestran resultados prcticos que confirman el metodo de control propuesto de donde se verifica el rendimiento de este mtodo de minimizacin. Los resultados son transferibles para otras aplicaciones de convertidor DC / AC como convertidor sistemas de cldas de combustible.

TOPOLOGIA DEL CONVERTIDOR SOLAR

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1. CELDA FOTOVOLTAICA 2. SISTEMA ALMACENAMIENTO DE ENERGIA. SISTEMA DE FIJACION 3. INVERSOR MONOFASICO>>PULSOS DC 4. ELEVAR EL VOLTAJE >> SISTEMA TRIFASICO (400V) 5. TRANSISTORES IGBT (TRABAJAN 2) 6. FILTRO CRL 7. SEAL ALTERNA

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CONTROLAN LAS OSCILACIONES DE CORRIENTE QUE ALIMENTA EL CONVERTIDOR DC/DC. EL TRANSISTOR ES ACTIVADO MEDIANTE UNA COMPUERTA NAND

POR RAZONES DE RENDIEMIENTO SE UTILIZA UN TRANSISTOR IGBT EN LUGAR DE UN

TRANSISTOR MOSFET. SE PUEDEN GENERAR PICOS ALTOS DE TENSION DEBIDO A LA ALTA CARGA DE

RECUPERACION INVERSA DEL TRANSISTOR EN CADA UNO DE LAS ACTIVACIONES DE LOS TRANSISTORES T1-T4

CONDENSADOR Y TRANSISTOR DE FIJACION

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CONVERTIDOR DC/AC

SALIDA:

RED TRIFASICA

ALIMENTADO POR UN

INVERSOR DC/AC

ENTRADA: ENLACE DC

TOPOLOGIA

MAYOR EFICIENCIA COMBINADA CON ESTRUCTURAS DE CONTROL SIMPLES

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DISEO ENLACE DC Este mtodo comienza con la energia W que se estima como:

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La energa almacenada en el condensador se expresa como:

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El voltaje de desviacion V del enlace y la capacidad se estiman como:

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La ecuacin de la mnima capacidad

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CONTROL DEL CONVERTIDOR DC/AC

CORRIENTES DE LINEA REGULADAS SON CANTIDADES DC EN EL ESTADO DE EQUILIBRIO.

RESPUESTA RAPIDA TRANSITORIA.

ELIMINACION DEL ERROR EN ESTADO ESTACIONARIO.

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CIRCUITO EQUIVALENTE DE LA RED CONECTADA AL CONVERTIDOR DC/AC

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ECUACIONES CONTINUAS DISOCIADAS DE LA TENCION DEL ENLACE Y LA CORRIENTE DE LINEA

TRANSFORMACION DE CORDENADAS DEBIDO A LA DEPENDENCIA DEL TIEMPO, UNA PORFASE. OBTENIENDO UNA MAGNITUD Y UN ANGULO

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DESACOPLE Y LINEALIZACION DEL SISTEMA CONVERTIDOR DEL LADO DE LA LINEA

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ESTRUCTURA EN BLOQUES DEL DIAGRAMA DE CONTROL

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1. PANEL SOLAR 2. FACTOR DE

REALIMETACION EN ADELANTO.

3. MAXIMO PUNTO DE POTENCIA.

4. RED DE FIJACION 5. CORRIENTE DE TRABAJO 6. CONTROLADOR DE

CORRIENTE 7. CONTROLADOR DE

VOLTAJE 8. NUEVO CONTROLADOR DE

CORRIENTE. 9. SEGUIDOR DE FASE 10. TRANSFORMACION DE

COORDENADAS 11. MODULACION DE PULSOS

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CONTROLADOR FEED FORWARDDEL CONVERTIDOR DC/AC Para la determinacin del factor del controlador pre alimentado se comienza con la potencia de salida del convertidor solar, que puede ser escrita como:

La potencia de salida tambin se puede expresar como una funcin del convertidor DC / AC en la entrada de potencia Pd y el factor de eficiencia n1 del convertidor DC / AC:

Asumiendo que 1 es igual a 2 la corriente de linea depende de la corriente 2 definida como

Con el factor de eficiencia n2 del convertidor DC / DC la potencia de salida Pd del convertidor DC / DC se puede expresar como:

Finalmente una simple relacin lineal para el factor de prealimentacion entre la corriente de lnea y la entrada de potencia del convertidor solar como se muestra en la ecuacin:

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Tabla I Parmetros elctricos para la configuracin del sistema y su simulacin

Tabla II Comparacin entre los resultados de la simulacin y del experimento

Una buena aproximacin relativa entre la simulacin y los resultados experimentales se puede lograr para el caso del control de voltaje con alimentacin positiva.

Aplicando el control feed forward propuesto los resultados en la configuracin de laboratorio difieren un poco de los resultados de la simulacin.

El dimensionamiento de la capacidad mnima demuestra ser la mas adecuada

El uso del control por prealimentacion conduce a una reduccin aceptable de la desviacin de tensin del circuito DC inferior a diez por ciento de la tensin del circuito DC.

CONCLUSIONES Y/O ASPECTOS RELEVANTES

SE ESTUDIO EL DISEO DE UN CONVERTIDOR SOLAR TRIFASCIO DC/DC/AC,

IMPLEMENTANDO UN METODO DE CONTROL PARA REDUCIR LA CAPACIDAD DEL CIRCUITO DC .

FUE PRESENTADO LA TOPOLOGIA DEL CONVERTIDOR SOLAR Y LAS CARACTERISTICAS DE LA RED DE FIJACION CON RETROALIMENTACION.

SE HA OBSERVADO COMO ENCONTRAR UNA CAPACITANCIA MINIMA Y AL MISMO TIEMPO SE ANALIZO LA CAPACIDAD MINIMA DEL CIRCUITO DC.

SE ESTUDIO EL CONTROL DEL CONVERTIDOR DC/CA Y CUAL ES EL LAZO PRINCIPAL DE CONTROL PARA ESTE SISTEMA

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REFERENCIAS

TOMADO DE LA PAGINA IIIE

APLICACIONES ACTUALES EN LA ELECTRONICA DE POTENCIA

Design and Analysis of a DC/DC/AC Three Phase Solar Converter with Minimized DC Link Capacitance

B. Wittig, W.-T. Franke, F.W. Fuchs Institute of Power Electronics and Electrical Drives

Christian-Albrechts-University of Kiel, D-24143 Kiel, Germany, Phone: +49 (0) 431-880-6104, Email: bw@tf.uni-kiel.de

GRACIAS