Diseñó e implementó un convertidor DC/DC de 3.5 kW para aplicaciones en sistemas fotovoltaicos utilizando semiconductores del tipo SiC-MOSFET

«Diseño e implementación de un convertidor DC/DC de 3.5 kW para aplicaciones en sistemas fotovoltaicos utilizando semiconductores del tipo SiC-MOSFET», se denomina la presentación del Trabajo Final de Grado (TFG) que presentó el nuevo ingeniero Ángel Gustavo Rodríguez Ramos, como última prueba para egresar de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La exitosa defensa del trabajo se realizó el lunes 13 de septiembre de 2021 en la Institución.

En nuestro país y en todo el mundo se realizan importantes esfuerzos para incrementar la integración de las diferentes formas de energía renovable como parte de la generación de energía eléctrica, con el objetivo de satisfacer el constante aumento de las necesidades energéticas, disminuir la dependencia de los combustibles fósiles y reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. Entre las energıas renovables aprovechables para convertir en energıa eléctrica se encuentran ́la hidráulica, geotérmica, oceánica, bioenergıa, eólica y solar. Entre estas aplicaciones la eólica y la solar fotovoltaica representan en mayor porcentaje los ́ındices de producción a nivel mundial. Un elemento común en estas aplicaciones son los convertidores de potencia.

Debido al constante aumento de la demanda de energıa en nuestro paıs, existirá un déficit en el suministro de la misma durante esta década, por lo cual es necesario integrar nuevas ́fuentes de energıas con la principal caracterıstica de que sean sustentables, de esta manera el Laboratorio de Sistemas de Potencia y Control (LSPyC) de la Facultad de Ingenier ́ıa de la UNA, se encuentra en el desarrollo de integrar las energıas obtenidas a partir de recursos renovables a la matriz energética. Un elemento necesario para lograr dichas aplicaciones son los convertidores de potencia. En este contexto, por medio del Trabajo Final de Grado (TFG) presentado se desarrolló e implementó un convertidor del tipo DC/DC.

Se llevó a cabo un estudio del estado del arte de los diferentes tipos de topologías de convertidores elevadores, utilizados habitualmente en sistemas basados en energıas renovables y más particularmente en el campo de la energıa solar fotovoltaica. Los conceptos de células de ganancia, conmutación suave y entrelazamiento son aplicados al modelo básico del convertidor obteniendo un diseño que cuenta con un favorable rendimiento energético y alta densidad energética. Se realizó un análisis de operación del diseño lo cual ha dado como resultado la obtención de las expresiones necesarias para el dimensionamiento de los componentes a fin de cumplir con el criterio de conmutación suave. Mediante la aplicación de la estimación del sistema se obtuvo una serie de representaciones de para una cantidad discreta de valores de carga, posteriormente se diseñaron controladores del tipo proporcional e integral, cuyos valores medios de las constantes han sido las implementadas en el sistema de control en lazo cerrado, el capítulo ha concluido con un análisis de eficiencia teórica del sistema para cantidades discretas de carga. Finalmente, se se ha abordado la implementación de los módulos electrónicos de potencia  así como la integración de los mismos con el sistema de control, se realizaron ensayos para verificar la estabilidad del sistema ante las variaciones de distintos parámetros los cuales podr ́ıan presentarse durante el funcionamiento, los ensayos demostraron que la capacidad de respuesta en régimen transitorio se adecuan a lo diseñado en el modelo de simulación, la robusteza presentada en los ensayos del sistema confirman las altas prestaciones dinámicas que cuenta para la operación ante diversos escenarios de operación.

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