Simulación de un microinversor fotovoltaico conectado a la red

En el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a diferentes campos de la ciencia, es cada vez más importante en términos de eficiencia y viabilidad, poder simular y verificar los circuitos o sistemas que se implementarán en hardware posteriormente. En el campo de las energías renovables y especial...

Full description

Autores:
Duarte Romero, Maribel del Pilar
León Carreño, Juan José
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12659
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Palabra clave:
Electrónica de potencia
micro-inversores
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Power electronics
microinverters
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Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description En el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a diferentes campos de la ciencia, es cada vez más importante en términos de eficiencia y viabilidad, poder simular y verificar los circuitos o sistemas que se implementarán en hardware posteriormente. En el campo de las energías renovables y especialmente de los sistemas fotovoltaicos, constantemente se está buscando nuevas tecnologías y sistemas que ayuden a obtener un mayor aprovechamiento y eficiencia de la energía obtenida por los paneles. Para esta aplicación, los microinversores fueron diseñados buscando solventar y optimizar problemas tales como, mejor seguimiento del punto de máxima potencia ante proyecciones de sombras o suciedad acumulada en los paneles, ya que cada microinversor está asociado a uno o máximo dos paneles solares. En este caso, los problemas antes mencionados solo afectarán el rendimiento individual y no el resto de los paneles de la instalación. Este proyecto busca diseñar y simular un microinversor fotovoltaico monofásico de conexión a la red, implementando algoritmos de control tales como: el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT), la generación de la corriente de referencia y el controlador de corriente; y utilizando el software PLECS para su implementación. El desarrollo del proyecto se dividirá en cuatro fases principales: la primera busca escoger una topología de microinversor, para lo cual se hará una revisión bibliográfica de las topologías actuales de microinversores, se diseñará una tabla comparativa y de acuerdo a eso se escogerá la adecuada. La segunda fase será la apropiación del software PLECS, la implementación del modelo de la topología escogida y el diseño del microinversor. La tercera fase será la implementación de los algoritmos de control, de tal manera que se obtenga el punto de máxima potencia del panel fotovoltaico y se controle la potencia entregada a la red. La cuarta y última fase será verificar el funcionamiento del microinversor mediante la simulación de todo el sistema fotovoltaico.
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En el campo de las energías renovables y especialmente de los sistemas fotovoltaicos, constantemente se está buscando nuevas tecnologías y sistemas que ayuden a obtener un mayor aprovechamiento y eficiencia de la energía obtenida por los paneles. Para esta aplicación, los microinversores fueron diseñados buscando solventar y optimizar problemas tales como, mejor seguimiento del punto de máxima potencia ante proyecciones de sombras o suciedad acumulada en los paneles, ya que cada microinversor está asociado a uno o máximo dos paneles solares. En este caso, los problemas antes mencionados solo afectarán el rendimiento individual y no el resto de los paneles de la instalación. Este proyecto busca diseñar y simular un microinversor fotovoltaico monofásico de conexión a la red, implementando algoritmos de control tales como: el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT), la generación de la corriente de referencia y el controlador de corriente; y utilizando el software PLECS para su implementación. El desarrollo del proyecto se dividirá en cuatro fases principales: la primera busca escoger una topología de microinversor, para lo cual se hará una revisión bibliográfica de las topologías actuales de microinversores, se diseñará una tabla comparativa y de acuerdo a eso se escogerá la adecuada. La segunda fase será la apropiación del software PLECS, la implementación del modelo de la topología escogida y el diseño del microinversor. La tercera fase será la implementación de los algoritmos de control, de tal manera que se obtenga el punto de máxima potencia del panel fotovoltaico y se controle la potencia entregada a la red. La cuarta y última fase será verificar el funcionamiento del microinversor mediante la simulación de todo el sistema fotovoltaico.PregradoIngeniero ElectrónicoIn the development of new technologies applied to different fields of science, it is increasingly important, in terms of efficiency and feasibility, to be able to simulate and verify the circuits or systems that will be implemented in hardware later. In the field of renewable energies, especially photovoltaic systems, new technologies, and systems are constantly being sought to help obtain greater use and efficiency of the energy obtained by the panels. For this application, the microinverters were designed to solve and optimize problems such as better monitoring of the maximum power point in the face of shadow projections or accumulated dirt on the panels, since each micro inverter is associated with one or a maximum of two solar panels. In this case, the aforementioned issues will only affect individual performance and not the rest of the panels in the installation. This project seeks to design and simulate a single-phase photovoltaic microinverter for connection to the grid, implementing control algorithms such as maximum power point tracking (MPPT), the reference current generation, and current controller; and using the PLECS software for its implementation. The development of the project will be divided into four main phases: the first seeks to choose a microinverter topology, for which a bibliographical review of current microinverter topologies will be made, a comparative table will be designed and the appropriate one will be chosen accordingly. The second phase will be the appropriation of the PLECS software, the implementation of the chosen topology model, and the design of the microinverter. The third phase will be the implementation of the control algorithms so that the maximum power point of the photovoltaic panel is obtained and the power delivered to the network is controlled. The fourth and final phase will be to verify the operation of the microinverter by simulating the entire photovoltaic systemapplication/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesElectrónica de potenciamicro-inversoressistema fotovoltaico conectado a la redPower electronicsmicroinvertersphotovoltaic system connected to the gridSimulación de un microinversor fotovoltaico conectado a la redSimulation of a grid-connected photovoltaic microinverterTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/276452e5-829b-460d-b3f1-ff95dd6f7121/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD51ORIGINALCarta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf210864https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/b4291f53-11c7-4274-aa4b-d415e3ed7d4d/download3dcf06b968ad4d6eef998f9ca53ff22fMD52Documento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf3241890https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/f5a8b104-16da-4c93-91d0-2c53f795f3fd/downloadd1b69a90190222deaa9d7978db00007bMD53Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf202255https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/556f5cc7-43f6-4a5a-b3ff-bc02bee36d12/downloadc43328a386f0b202fd6373b0ca0a73d8MD5420.500.14071/12659oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/126592023-05-02 10:32:11.067http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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