Nimrod Vazquez: Sistemas fotovoltaicos y la electrónica de potencia

7/26/2019 Nimrod Vazquez: Sistemas fotovoltaicos y la electrnica de potencia

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Segundo da virtual (CUDI)Octubre 25, 2011.

Sistemas fotovoltaicos y la

Nimrod Vzquez Nava-

[email protected]

. .INSTITUTO TECNOLGICO DE CELAYAAV. TECNOLGICO Y A. G. CUBAS S/N

CELAYA, MXICO. C.P. 38010


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Contenido

n ro ucc n Generacin elctrica

Fuentes renovables Es uemas convencionales

Convertidores de potencia Topologas

Estrategias de control

Otros temas

onc us ones


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Introduccin


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Introduccin Generacin de energa (termoelctrica)


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Introduccin Energa en Mxico

49,861 Megawatts aprox

Fuente: www.explorandomexico.com.mx/about-mexico/6/67/


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Introduccin


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Introduccin Energas renovables y limpias


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Introduccin

El sol est a 150 millones de Km (Proveedor de vida)

Energa del viento y del mar dependen del sol


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Introduccin


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Introduccin

Parque fotovoltaico en Gto.:


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Introduccin


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Celdas solares

nerg a e ce as so ares

Modulares (mW hasta MW)

Libre de ruido y contaminacin

>

Operacin de bajo costo

Recursos abundantes (Si)

Alto costo inicial Bajas eficiencias


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Celdas solares

ecno og as

Monocristalino Amorfo

- c enc a: -

Potencia pico: 120W/m2

Precio: 4-5 /W


Precio: 5-6 /W

Flexible

Policristalino

Eficiencia: 10-12%


Precio: 3-4 /W


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Celdas solares

e as so ares

Efecto fotovoltaico (1839, Bequerel)

Similar a un diodo, union PN

Conexin en serie de celdas


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Introduccin

nerg a e ce as so ares

Solsticio de verano e

Regla de dedo:

La inclinacin de la celda debe ser a un ngulo igual a la latitud

Guanajuato esta entre latitud de 2152 al norte y 1955 al sur.

Celaya esta a 203140, Zacatecas esta a 224618


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Celdas solares


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Celdas solares

ompor am en o

Variable: La potencia depende de

la carga

Depende de condiciones

climticas

PotenciaMPPT

+ +

Tensin

_ _


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares


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Celdas solares

Algo similar con mdulos en serie


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Celdas solares


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Fuentes renovables

Convertidor

Convertidor

X

solares

Convertidor de potencia Compaa elctrica

Aprovechar la energa

BateraConvertidor de potencia

Co-generacin


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Fuentes renovables

Aplicaciones fotovoltaicas -

Convertidor Dc- dc - ac

Fuente independiente

Vo

+

V +--

BateriasFuncin cambia en funcin de la

aplicacin


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Fuentes renovables

uen e n epen en e

Dc- dc - ac converter

Vo

+

+

-in -

Baterias Carga de batera

egu ac n e ens n


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Fuentes renovables

o-generac n

Dc- dc - ac converter

+s

-Vin -

Maxima Potencia

ncron a con


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Confi uraciones

Fuentes renovables

Inversor central

10KW-250KW

Bajos costos

Inversor en cadena

1.5KW-5KW

Costos moderados

Inversor modular

50W-80W

Costos altos

Baja confiabilidad

No MPPT optimo

Cada uno, un MPPT Baja eficiencia

MPPT optimo


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Convertidores de potencia Es uemas con aislamiento co- eneracin >

En alta frecuencia

n s

En baja frecuencia

Inversores operados en alta frecuencia


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Convertidores de potencia Es uema sin aislamiento >

Con etapa de elevacin

n s

Sin etapa de elevacin

Inversores operados en alta frecuencia


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Convertidores de potencia Es uema sin aislamiento

Baja frecuencia y baja THD


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Convertidores de potencia Es uema sin aislamiento


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Convertidores de potencia Es uema sin aislamiento (Propuesto en ITC)

Vin

< Vs

Capacidad de elevacin

Esfuerzos balanceados en Ls y Sw

enor n mero e componen es

Multinivel


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Convertidores de potencia Es uemas de control Co- eneracin

MPPT en el convertidor dc/dc

Inversor controlado en modo corriente


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MPPT en el convertidor dc/ac


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Esquema tpico en aplicaciones residenciales

(feedforward)


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Convertidores de potencia Es uemas o erando como fuente inde endiente


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VV

SbBattery

set

S1 S2SbBattery

set

S1 S2


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SaV1

SaV1

Sb Batteryset

Sb Batteryset


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Convertidores de potencia

ropues o en

La energa puede ser de:

Batterias

Fuente renovableAmbas


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Otros temas Seguimiento del punto de maxima potencia (MPPT)

Perturbacin y observacin Conductancia incremental

Voltaje constante

Otros


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Otros temas Sincronizacin y monitoreo

Norma IEC 61727, IEEE 929 e IEEE 1574 Fuera de rango de frecuencia: desconexion en 0.2s

.

Mtodos

Deteccin de cruce por cero filtrado (ZCD) PLL (transformadas DQ)


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Otros temas Control en modo corriente

Norma IEC 61727 (draft), IEEE 929

THD < 5% (total) PI tiene problemas de maginitud y fase

Feedforward me ora el desem eo


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Otros temasAnti-islanding

Norma IEC 61727 (draft), IEEE 929


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Otros temas Problemas de los sistemas fotovoltaicos


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a) Programa 1000 Roofs en Alemania


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ConclusionesEner a renovable

Sistemas fotovoltaicos

Celdas solares

Esquemas convencionales Co-generacin

uen e n epen en e

Convertidores de potencia

Estrategias de control

Otros temas

Conclusiones


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Sistemas fotovoltaicos y la

Nimrod Vzquez Nava

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[email protected]

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