Realizó el diseño y evaluación del Control SPWM en Convertidores Multinivel para la integración de Sistemas Solares Fotovoltaicos a la Red

«Diseño y Evaluación del Control SPWM en Convertidores Multinivel para la Integración de Sistemas Solares Fotovoltaicos a la Red», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG) presentado por la ahora ingeniera María Aracely Aguayo Cabral, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Electromecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el pasado sábado 28 de Diciembre de 2024 en la Institución.

Los desafıos interrelacionados del cambio climático, la degradación natural y la contaminación, conocidos como la Triple Crisis Planetaria, destacan la apremiante necesidad de mitigar estos efectos. Esto ha impulsado una tendencia global hacia la descarbonización de las matrices de generación energética mediante la transición hacia la carbono neutralidad, lo que implica un aumento en el uso de recursos energéticos distribuidos y la sustitución de energías fósiles por renovables no convencionales.

Para lograr estos objetivos, la Agencia Internacional de Energıas Renovables (IRENA, por sus siglas en ingles) resalta, entre otras recomendaciones clave, la importancia de fomentar una amplia electrificación para avanzar en la transición energética y cumplir con los objetivos del Acuerdo de París. La creciente incorporación de energía solar y eólica, localmente disponibles, requiere que los sistemas eléctricos sean cada vez mas descentralizados y bidireccionales, permitiendo generar electricidad mas cerca de la demanda e inyectar excedentes provenientes de instalaciones de generación distribuida.

En este contexto, la matriz energética de Paraguay se distingue por su alta proporción de fuentes de energía eléctrica de cero emisiones, dado que el 99.46% de su producción proviene de energía hidroeléctrica. Sin embargo, entre 2001 y 2019, el consumo final de electricidad creció a un ritmo anual promedio del 15.8%. De continuar esta tendencia, para el año 2030 la demanda energética podrıa alcanzar la capacidad máxima de las centrales hidroeléctricas. Por lo tanto, resulta imperativo diversificar la matriz energética incorporando fuentes alternativas, como la energía solar fotovoltaica, y optimizar la gestión del consumo eléctrico.

En el Trabajo Final de Grado se presenta el diseño y la evaluación de un esquema de control basado en modulación por ancho de pulso sinusoidal, aplicado a un convertidor multinivel de punto neutro anclado de tres niveles, con fuentes provenientes de sistemas de generación solar fotovoltaica. El objetivo principal es inyectar la energía producida a la red eléctrica de manera eficiente y con alta calidad.

Se desarrolló el diseño de la estrategia de control propuesta y se analizó el seguimiento de corriente según las variaciones de potencia activa y reactiva requeridas, llevado a cabo en el entorno de simulación del software especializado en sistemas electrónicos de potencia, PLECS. Ademas, se evaluaron la eficiencia del inversor y la calidad de la inyección de energía a la red, empleando controladores PI. El trabajo incluye el análisis térmico y económico que resaltan la viabilidad del sistema, priorizando la reducción de la distorsión armónica total y las perdidas energéticas.