Sistema fotovoltaico independiente más almacenamiento para recarga de vehículos eléctricos

Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Científicos indios han diseñado un sistema de energía fuera de la red que se basa en paneles solares, baterías de iones de litio y convertidores Ćuk. Los convertidores son los componentes cruciales que permiten que el sistema haga frente a variaciones de voltaje de entrada debido a las condiciones cambiantes de la luz solar.

Un grupo de investigadores dirigido por el Instituto Nacional de Tecnología Sardar Vallabhbhai de la India ha diseñado un sistema independiente de almacenamiento solar para su uso en la recarga de vehículos de carretera impulsados ​​por baterías.

«El sistema se basa en un algoritmo avanzado de control de carga de batería de corriente de pulso positivo (PPC)», dijo a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Ashish K. Panchal, y agregó que se basa en el seguimiento del punto de máxima potencia fotovoltaica al escalar colinas ( MPPT) para extender la vida útil de la batería mientras se utiliza la máxima energía fotovoltaica.

El sistema propuesto utiliza dos paneles solares de 40 W, dos baterías de iones de litio de 12 Ah y dos convertidores Ćuk. Estos convertidores se utilizan comúnmente para transformar un voltaje CC en la entrada en un voltaje CC en la salida con polaridad invertida.

El grupo explicó que los convertidores Ćuk pueden garantizar una generación eficiente de energía a partir de paneles fotovoltaicos, especialmente cuando el voltaje de entrada de los módulos varía mucho debido a las condiciones cambiantes de la luz solar. «Dado que los convertidores Ćuk tienen una alta ganancia de voltaje, son excelentes para sistemas fotovoltaicos que necesitan niveles de voltaje variados para diferentes cargas o carga de baterías debido a su versatilidad», explicó con más detalle. «Los convertidores Cuk también producen un voltaje de salida más suave al controlar eficientemente la corriente de ondulación de salida».

En la configuración del sistema propuesta, los convertidores Cuk están acoplados a los paneles fotovoltaicos con los puertos de entrada, mientras que los puertos de salida están conectados a las baterías. El sistema también utiliza un sistema de control para integrar MPPT con la carga de la batería.

La técnica de control de carga PPC se utiliza para cargar la batería con los módulos solares. Funciona en tres modos: fotovoltaico con un único convertidor; Fotovoltaica con convertidores duales y operación en fase; y fotovoltaica con convertidores duales y funcionamiento desfasado. «Debido al hecho de que ambos convertidores funcionan alternativamente cuando el sistema está fuera de fase, la energía fotovoltaica se utiliza de manera más efectiva», explicaron los científicos. «Sin embargo, cuando el sistema funciona en modo en fase, ambos convertidores están inactivos al mismo tiempo, desperdiciando energía fotovoltaica».

Su análisis mostró que el tercer modo puede alcanzar una tasa de utilización del 100% de los paneles fotovoltaicos, mientras que el valor porcentual para los otros dos modos es del 50%. También demostró que el funcionamiento del PPC fuera de fase es la mejor opción para cargar la batería a un ritmo más rápido. La operación fuera de fase se ejecuta cuando la corriente fotovoltaica se suministra a una batería en su totalidad a la vez y otra batería recibe la corriente completa de la energía fotovoltaica en el momento siguiente.

«Probamos y validamos con éxito el cargador propuesto mediante hardware experimental», afirmó Panchal.

Los académicos describieron el sistema en el estudio » Una aplicación independiente de almacenamiento de energía fotovoltaica con carga de batería con corriente de pulso positivo «, publicado en el Journal of Energy Storage .