Implementación de convertidor DC-DC con algoritmo para seguidor de punto de máxima potencia y cargador de baterías en la plataforma Typhoon HIL 402 - Cano Cando, Cristhian Alexander (2024)
El hacer uso de fuentes de energía renovable para la generación de electricidad se ha convertido de una de las principales alternativas a nivel mundial, ya que, este tipo de energía permite luchar contra el calentamiento global y en consecuencia reducir la emisión de gases contaminantes. En este sentido, este proyecto presenta el diseño de un sistema de generación fotovoltaico con sistema de almacenamiento compuesto por tres paneles solares en paralelo con una potencia individual de 300 W y Vmpp de 36.38 V. Esta energía se utiliza para suplir la demanda de un perfil de carga con un consumo diario de 2.03 kW y para cargar una batería de ion-litio de 25.6 V y capacidad de 200 Ah. Para tal efecto se presentan dos propuestas: La primera propuesta emplea dos convertidores en serie, un convertidor Buck para Seguidor de Punto de Máxima Potencia (MPPT) y un convertidor Boost para el control de carga de la batería. La segunda propuesta emplea un único convertidor Buck que controla la carga de la batería mediante la activación o desactivación del MPPT. El trabajo contempla el diseño de los dos convertidores Buck y Boost y la implementación de tres algoritmos de MPPT: Perturbación y Observación (P&O), Conductancia Incremental (CI) y Resistencia Incrementales (INR). Por otro lado, para el sistema de almacenamiento se desarrolla un algoritmo de carga basado en una modificación al algoritmo Corriente Constante y Voltaje Constante (CC-CV). Los algoritmos MPPT y el cargador de batería con un único convertidor se validan en la plataforma Hardware In the Loop (HIL) con un perfil de irradiancia de 24 horas. Los algoritmos se programan en una tarjeta DSP TMS320F28335 que controla al sistema fotovoltaico emulado en el Typhoon HIL 402. Asimismo, el algoritmo cargador de batería con dos convertidores en serie se valida en el entorno Matlab & Simulink. Los resultados determinaron que el algoritmo CI presenta el mejor desempeño para realizar el MPPT, mientras que, el algoritmo cargador con dos convertidores alcanzo un SOC de 82.17%, pero mantuvo en todo momento el MPP.