Estudi i disseny d'un convertidor DC-DC basat en estructura de pont complert bidireccional

Abstract

El context socioeconòmic i mediambiental actual (canvi climàtic, esgotament i encariment dels recursos naturals, etc.), conjuntament amb l’aparició de noves tecnologies basades en l’utilització de les fonts d’energia renovables, han propiciat el replantejament de l’esquema de generació elèctrica tradicional, que es caracteritza per ser centralitzat i basat en combustibles convencionals. Amb aquest replantejament han sorgit nous esquemes de generació elèctrica basats en energies renovables, entre els que destaquen les microxarxes. El present projecte consisteix en l’estudi, disseny i construcció d’un convertidor capaç de gestionar el flux energètic entre la bateria i el bus de contínua existent en moltes microxarxes. Donada aquesta aplicació, el convertidor ha de ser DC – DC, aïllat, bidireccional, que permeti un ràpid canvi del sentit del flux energètic, i que sigui tant elevador com reductor per ambdós costats. En una primera etapa del projecte s’han analitzat les especificacions que el convertidor ha de complir i en base aquestes s’ha fet una cerca de l’estructura de convertidor més apropiada. En una segona etapa s’ha realitzat l’estudi teòric del funcionament de l’estructura del convertidor. Aquest estudi sobretot s’ha centrat en el mètode de control de la transferència de potència. També s’han corroborat les conclusions extretes de l’estudi teòric mitjançant l’anàlisi matemàtica i simulacions. En una tercera etapa s’ha procedit amb el disseny, construcció i programació del prototip. I finalment s’ha sotmès el prototip a diversos assajos per comprovar el seu bon funcionament. A més a més s’ha fet l’anàlisi econòmica i d’impacte ambiental del convertidor construït. L’equip proposat en el projecte, el qual permet complir totes les especificacions necessàries comentades anteriorment, és un convertidor DC – DC basat en una estructura bidireccional de doble pont complert aïllat amb inductància intercalada. En aquest projecte s’han complert tots els objectius plantejats. Per això, el convertidor construït és una eina que servirà per implementar i estudiar el comportament dels nous esquemes de generació elèctrica distribuïda.