Implementación de un controlador DC-DC de bajo costo utilizando un algoritmo MPPT basado en la técnica conductancia incremental para aplicaciones de equipos inferiores a 100 W alimentadas por energía solar

Abstract

Hoy en día, la energía solar se destaca como una de las fuentes de energía renovable más prominentes en uso. Las células solares tienen la capacidad de convertir la luz solar en electricidad, aunque enfrentan desafíos notables. Entre estos, se encuentra su elevado costo inicial y la variabilidad asociada a una eficiencia de conversión fotovoltaica relativamente baja, así como a su naturaleza intermitente, que puede impactar directamente en la producción de energía de las celdas. Estas características, incluyendo la corriente y tensión del panel solar, están directamente influenciadas por factores externos como la insolación y la temperatura. Esta variabilidad, a su vez, afecta la eficacia del sistema en alcanzar su punto de máxima potencia (Wang,p,& Chen,Y, 2012). Un punto importante para desarrollar en la ejecución del proyecto, es el almacenamiento de la energía en la batería de respaldo junto con la utilización de energía para la carga. El almacenamiento de energía requiere de una variación en el flujo de corriente según de desee y una diferencia de potencial constante entre los terminales positivo y negativo. pero el panel solar genera un flujo de corriente, asimismo la diferencia de potencial depende únicamente de la luz solar (Duffie, J.A., & Beckman, W.A., 2013). Por tanto, se requiere recolectar la máxima potencia disponible del sistema fotovoltaico, bajo una insolación y unas temperaturas determinadas que garanticen el suministro de energía eléctrica requerida; por lo cual, se desarrollará dos tipos de controladores. El primer controlador se implementará un algoritmo seguidor de máxima potencia trasferible (MPPT) para el convertidor basado en la técnica de conductancia incremental, debido a que este algoritmo es el más balanceado en cuanto a velocidad de búsqueda vs costo computacional. El segundo Controlador que se realizara es el PWM tradicional, con el fin de realizar la comparación de las gráficas Potencia voltaje- corriente (Twidell, J., & Weir, T, 2015). Obteniendo los datos que nos arrojen los controladores PWM Y MPPT, se concluirá las ventajas y desventajas del sistema fotovoltaico integrado. Para brindar el respaldo de almacenamiento y a la carga, por consiguiente, brindar la mayor eficiencia de la energía solar producida (Twidell, J., & Weir, T, 2015).