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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-
. .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
Potencia pico: 50W/m2
Precio: 5-6 /W
Flexible
Policristalino
Eficiencia: 10-12%
Potencia pico: 100W/m2
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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Convertidores de potencia Es uemas de control Co- eneracin
MPPT en el convertidor dc/ac
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Convertidores de potencia Es uemas de control Co- eneracin
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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Convertidores de potencia Es uemas o erando como fuente inde endiente
VV
SbBattery
set
S1 S2SbBattery
set
S1 S2
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Convertidores de potencia Es uemas o erando como fuente inde endiente
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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Otros temas Problemas de los sistemas fotovoltaicos
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Otros temas Problemas de los sistemas fotovoltaicos
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
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