MICRO-INVERSOR FOTOVOLTAICO SUBMODULAR CON CONEXIÓN EN CASCADA A RED

FLORES GUERRERO, WILLIAMS FRANCY

2018

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En la actualidad el uso de las Energías Renovables No Convencionales(ERNCs) es una realidad a nivel mundial, y en particular en Chile. La matrizenergética del país ha variado su distribución alcanzando alrededor de un20% de la misma en ERNC, y en donde la energía solar fotovoltaica ha ganadoamplio terreno en los últimos a~nos gracias a las características climáticaspropias de nuestra región.En el país la energía solar fotovoltaica se presenta en mayor medida engrandes granjas de generación y pequeñas centrales de generación distribuida,sin embargo el interés por las instalaciones y generación a nivel domiciliario escada vez mayor y por lo tanto toma mayor relevancia el mejorar las topologíasmicro-inversoras.La solución típica para estas necesidades corresponde al micro-inversor clásico,el cual es capas de conectar un único panel, o un numero pequeño depaneles, a la red eléctrica controlando la magnitud y fase de la energía que segenera realizando un único algoritmo de MPPT para todo el conjunto de celdasfotovoltaicas.En la presente tesis se propone un sistema micro-inversor submodular, conel motivo de mejorar el desempeño del convertidor ante condiciones de sombreadoparcial en los paneles fotovoltaicos. Dentro de las mejoras esperadas setiene la calidad de la energía inyectada y la obtención de potencia desde lasunidades generadoras. Para lograr lo anterior una técnica que está en estudio esrealizar convertidores submodulares donde se elimina la caja de conexiones delos paneles y se conecta un convertidor DC-DC individual por cada segmentodel panel (3 segmentos por panel). En particular en este trabajo se propone utilizarconvertidores flyback para realizar la etapa de MPPT (seguidor del puntomáximo de potencia por sus siglas en inglés Maximum Power Point Tracker)en cada segmento y la elevación de tensión necesaria para la conexión a redmediante un conversor DC-AC . En la etapa DC-AC también se propone una variación, ya que no se utilizara el clásico puente H para esta etapa, si no queaprovechando la independencia de los 3 segmentos del panel se propone utilizarun puente H en cascada.Para poder establecer los controladores de cada etapa se modelan los convertidoresy la red a la cual sera conectada el sistema completo, teniendo sistemasindependientes de control para las MPPT's y para el control de la corrienteinyectada a la red.Para validar la topología propuesta se realizan simulaciones ante distintascondiciones de radiación en un panel, teniendo pruebas dinámicas y estacionariasde sombreado parcial. Luego se procede a validar experimentalmenteel sistema mediante el diseño e implementación del convertidor para obtenerresultados experimentales de la tesis.

CALIDAD DE ENERGIA INYECTADA A LA RED||CONVERTIDOR FLYBACK||CONVERTIDOR PUENTE H EN CASCADA||ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA||MICRO-INVERSOR SUBMODULAR;