Disseny i construcció d’un emulador de panells fotovoltaics basat en un convertidor d’alta freqüència

Abstract

Als darrers anys l’industria fotovoltaica ha experimentat un gran creixement més enllà de les primeres aplicacions aeroespacials degut en gran mesura a l’augment del preu del petroli, la disminució del preu dels panells, la creixent preocupació pel canvi climàtic i el seu potencial per proveir d’electricitat en àrees rurals aïllades. Institucions públiques d’arreu del món estan promovent l’ús de sistemes fotovoltaics a través de polítiques que n’incentivin el seu ús, i companyies i laboratoris estan dedicant esforços a fer recerca en la millora dels sistemes. En aquest context, la demanda d’equips de mesura i bancs d’assajos que permetin testejar els diferents components dels sistemes fotovoltaics es presenta com una demanda creixent dels diversos centres de recerca en solar fotovoltaica. El present projecte consisteix en el disseny i construcció d’un emulador de panells fotovoltaics de 4,4 kW que emuli la corba intensitat-tensió característica de diversos panells fotovoltaics i permeti testejar sistemes fotovoltaics de producció d’energia en diferents condicions, de manera que es pugui comprovar l’eficiència dels mateixos i els seus sistemes de cerca del punt de màxima potència. Actualment la majoria dels sistemes que permeten realitzar aquest tests acostumen a ser mòduls fotovoltaics reals sotmesos a condicions reals d’irradiació o mòduls reals amb un sistema de llums regulable que emula el comportament del Sol, i en algun cas per potencies majors al kW s’utilitzen fonts de tensió programables en la majoria dels casos no construïdes específicament per aquest ús. El sistema que es proposa és un convertidor CA/CC de 4,4 kW basat en una estructura de full-bridge i transformador d’alta freqüència que permet realitzar proves a convertidors solars de fins a 4 kW. En una primera part del projecte s’ha realitzat un estudi previ per tal de determinar les especificacions que a de complir el convertidor, després s’ha realitzat un anàlisi de les diferents estructures de convertidors que les complien, posteriorment s’ha realitzat el disseny i construcció del mateix, i finalment s’han realitzat les proves i l’anàlisi econòmic i mediambiental del convertidor construït.