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Sistema fotovoltaico autónomo
La fuente fotovoltaica interconectada a la red es una de las fuentes de energía renovable de más rápido desarrollo y más destacadas del mundo. La razón principal es el notable progreso en el ámbito de la fabricación de semiconductores. Además, la reducción del precio de los módulos fotovoltaicos contribuye a la puesta en marcha de incentivos económicos o subvenciones. Aunque el núcleo de un sistema fotovoltaico es la célula fotovoltaica (o el generador fotovoltaico), el sector de la electrónica de potencia desempeña un papel importante como tecnología de vanguardia para un control eficaz del sistema fotovoltaico, y por tanto para la transferencia de la energía generada a la red.
El sistema fotovoltaico cuenta con un filtro capacitivo de entrada pasivo que desacopla la tensión y la corriente de entrada de las etapas de potencia subsiguientes, reduciendo las ondulaciones de corriente y tensión en el lado de la célula fotovoltaica. El circuito de filtro capacitivo de entrada, después de filtrar las ondulaciones, llega al convertidor DC/DC boost, donde se realizan las técnicas MPPT del sistema fotovoltaico. Además, también se introduce el aislamiento galvánico (cuando se emplean convertidores CC/CC con transformadores de alta frecuencia (HF)). El bloque de chopper CC/CC se conecta a través de un enlace de CC a un inversor central CC/CA conectado a la red, comúnmente conocido como inversor FV. En los sistemas fotovoltaicos, en los que no se utiliza ningún convertidor CC/CC, el filtro de entrada equivale al condensador del enlace de CC. El inversor fotovoltaico se conecta a la fuente de red a través del filtro de salida, que suele ser una combinación de inductores (L) y condensadores (C). El filtro del lado de CA permite mitigar los armónicos y ayuda al control de la interfaz convertidor-red. Dependiendo de los requisitos del sistema fotovoltaico y de la conexión a la red, se utiliza un transformador de baja frecuencia (LF) para aumentar la tensión y dar aislamiento al circuito.
Inversor conectado a la red Pv
donde es la corriente del inductor, es la tensión del condensador, representa la energía proporcionada por los paneles FV y el convertidor elevador, es la señal de control para el interruptor Sx (1 = encendido, 0 = apagado), y es la tensión de la red de CA.Los interruptores de la misma rama son complementarios; por lo tanto,
Para un modelo del panel fotovoltaico, véase el propuesto en [11].2.2. Diseño de la etapa de potencia Diseño de la etapa de potenciaEl condensador se calcula considerando la energía almacenada y la componente de baja frecuencia del rizado de tensión del condensador. En primer lugar se utiliza la siguiente ecuación
donde es la energía almacenada en el condensador y y son las tensiones del condensador debidas al rizado.La baja frecuencia del rizado de la tensión del condensador es el doble de la frecuencia de la red. Considerando que la energía almacenada manejada por el sistema en cada mitad del periodo de la red de CA es el 10% de la energía nominal de salida y que las tensiones del condensador debidas al rizado son y , se obtiene (4)
donde es el rizado deseado en la tensión del condensador, es la frecuencia de la red de CA y es la potencia nominal de salida.Si , , , y , se obtiene un valor de . Se aproxima al siguiente valor más alto disponible comercialmente de 330 μF. A efectos prácticos, se ha seleccionado un condensador de tipo electrolítico.El inductor de salida se puede calcular con
¿Qué es un inversor de conexión a red?
Sahoo, Pradipta Kumar, Ray, Pravat Kumar y Das, Pranati. “Power Quality Improvement of Single Phase Grid Connected Photovoltaic System” International Journal of Emerging Electric Power Systems, vol. 18, no. 1, 2017, pp. 20160097. https://doi.org/10.1515/ijeeps-2016-0097
Sahoo, P., Ray, P. & Das, P. (2017). Power Quality Improvement of Single Phase Grid Connected Photovoltaic System (Mejora de la calidad de la energía del sistema fotovoltaico monofásico conectado a la red). International Journal of Emerging Electric Power Systems, 18(1), 20160097. https://doi.org/10.1515/ijeeps-2016-0097
Sahoo, P., Ray, P. y Das, P. (2017) Mejora de la calidad de la energía del sistema fotovoltaico monofásico conectado a la red. International Journal of Emerging Electric Power Systems, Vol. 18 (Issue 1), pp. 20160097. https://doi.org/10.1515/ijeeps-2016-0097
Sahoo, Pradipta Kumar, Ray, Pravat Kumar y Das, Pranati. “Power Quality Improvement of Single Phase Grid Connected Photovoltaic System” International Journal of Emerging Electric Power Systems 18, no. 1 (2017): 20160097. https://doi.org/10.1515/ijeeps-2016-0097
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Un sistema fotovoltaico conectado a la red, o sistema fotovoltaico conectado a la red, es un sistema de generación de electricidad solar fotovoltaica que está conectado a la red de suministro. Un sistema fotovoltaico conectado a la red consta de paneles solares, uno o varios inversores, una unidad de acondicionamiento de energía y un equipo de conexión a la red. Hay desde pequeños sistemas residenciales y comerciales en los tejados hasta grandes centrales solares a escala comercial. Cuando las condiciones son adecuadas, el sistema fotovoltaico conectado a la red suministra el exceso de energía, más allá del consumo de la carga conectada, a la red eléctrica[1].
Los sistemas residenciales sobre tejado conectados a la red que tienen una capacidad superior a 10 kilovatios pueden satisfacer la carga de la mayoría de los consumidores[2] y pueden inyectar el exceso de energía a la red, donde la consumen otros usuarios. La retroalimentación se realiza a través de un contador para controlar la energía transferida. La potencia fotovoltaica puede ser inferior al consumo medio, en cuyo caso el consumidor seguirá comprando energía de la red, pero en menor cantidad que antes. Si el vataje fotovoltaico supera sustancialmente el consumo medio, la energía producida por los paneles será muy superior a la demanda. En este caso, el exceso de energía puede generar ingresos vendiéndola a la red. En función del acuerdo con la compañía energética de la red local, el consumidor sólo tiene que pagar el coste de la electricidad consumida menos el valor de la electricidad generada. Además, en algunos casos, el operador de la red paga incentivos en metálico al consumidor.