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Diseño y realización de un convertidor multinivel cc-cc-ca en cascada para la conexión a red eléctrica de sistemas fotovoltaicos
Nicolás Apruzzese, Joan
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica
Bordonau Farrerons, José
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica::Electrònica de potència::Convertidors de corrent elèctric
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia solar fotovoltaica
Electric inverters
Photovoltaic power generation
Convertidors continu-altern
Energia solar fotovoltaica
El presente proyecto nace con la idea de mejorar el diseño la primera generación de
PEBBs (Power Electronic Building Blocks o bloques constitutivos electrónicos de potencia)
realizados en el PFC de Elena Argüelles. Un PEBB consiste en un módulo integrado y
compuesto por una serie de elementos utilizados en los sistemas electrónicos de potencia,
como pueden ser dispositivos semiconductores, circuitos integrados de potencia, circuitos
drivers, fuentes de alimentación, circuitos de protección, sensores de temperatura, corriente
o tensión, etc. Estos módulos se interconectan de la manera conveniente para la realización
de diferentes topologías de convertidores electrónicos de potencia. Los enfoques de mejora
de los módulos están destinados a aumentar la potencia que pueden procesar, mejorar su
constructibilidad, mejorar el acceso a la toma de medidas y mejorar su diseño mecánico.
El correcto funcionamiento de los nuevos módulos funcionales se prueba con la
realización de un doble convertidor cc-cc-ca en cascada, cuyo diseño se basa en que pueda
servir para conectar a red eléctrica la instalación fotovoltaica que se encuentra en la cubierta
de la ETSEIB. El doble convertidor a realizar consiste primeramente en un Push-Pull, el cual
tiene la finalidad de aumentar la tensión del bus de continua y permite introducir un
transformador de aislamiento de alta frecuencia. Seguidamente se conecta un inversor
trifásico de 3 niveles de la topología NPC (Neutral Point Clamped), que permite generar la
tensión trifásica que posteriormente se conectaría a la red eléctrica.
Después de la realización de los nuevos módulos funcionales, se puede decir que se
ha logrado el objetivo previsto, ya que la nueva generación de PEBBs permite procesar casi
5 veces más de potencia, además de haber mejorado significativamente su constructibilidad,
su medibilidad y su diseño mecánico. Se han realizado los dos convertidores con la
utilización de estos PEBBs y se ha probado experimentalmente cada uno por separado. Los
resultados han sido correctos, aunque el inversor trifásico de 3 niveles no se pudo probar a
muy alta potencia porque alguno de los drivers daba señal de error. En un futuro inmediato
se intentará solucionar el problema del inversor para que pueda ser probado a elevadas
potencias.
Como propuesta futura se plantea verificar experimentalmente la modulación
simulada por ordenador en el PFC de Mónica Pietzsch basado en el inversor de 3 niveles
NPC. Del mismo modo se propone realizar las pruebas experimentales con la conexión del
doble convertidor a la instalación fotovoltaica y a la red eléctrica.
2008-09
Master thesis (pre-Bologna period)
https://hdl.handle.net/2099.1/5805
spa
Open Access
application/pdf
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Universitat Politècnica de Catalunya