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Desarrollo de un prototipo de cargador de baterías fotovoltaico con MPPT

Abstract:

El presente proyecto describe el análisis, diseño y simulación de un prototipo de sistema para cargar una batería mediante energía fotovoltaica. Este proyecto se divide en 3 subsistemas; el primero es el Subsistema de Regulación de Potencia, que incorpora un convertidor DC-DC tipo SEPIC, alimentado mediante un panel fotovoltaico; el segundo es el Subsistema de Regulación de Voltaje, que es alimentado por el subsistema anterior e incorpora un convertidor DC-DC tipo BUCK; finalmente el tercero es el Subsistema de Medición y Control, mismo que se encarga de controlar los subsistemas mencionados anteriormente, al primero a través del algoritmo MPPT utilizando el método de Perturbar y Observar (P&O) para el máximo aprovechamiento de la energía solar extrayendo la máxima potencia del panel fotovoltaico, y al segundo a través de un control PID, debido a que el subsistema trabaja con un lazo de control cerrado para regular el flujo de energía hacia la batería con un voltaje constante, el cual depende de las características de la batería utilizada. El proyecto incluye el dimensionamiento de los elementos que se obtiene al realizar un análisis en estado estable de los convertidores DC-DC, obteniendo las ecuaciones necesarias para la selección de cada dispositivo a fin de una implementación futura, además tiene un uso educativo debido a que trabaja a baja potencia, de manera que se pueden realizar mediciones de voltaje y corriente de una forma más sencilla; la investigación realizada, así como los resultados que se produjeron permiten la escalabilidad a mayores niveles de potencia.