Download - Mppt slides
Dpto: Electrónica y Telecomunicaciones
DISEÑO Y IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA CE CONTROL DE CARGA Y
MXIMA TRASFERENCIA DE POTENCIA,
DE UN PANEL SOLAR A UNA BATERIA.
Antenor S. Aliaga Zegarra Ph.D. (USA)
Jefe (e). Dpto de Electrónica.
1
Aplicaciones de Energía Foto-eléctrica
Energía eléctrica a pequeños pueblos o casas, granjas, etc.
Bombeo de Agua, consumo, sistemas de irrigación
Sistemas de emergencia
Energía a Sistemas de Comunicaciones Remotas
Generación de Energía, y venta a la red.
2
Curvas: V-I de un panel solar vs Intensidad
de Radiacion Solar : G (Watts/m2).
V-I características de un panel solar a diferentes valores de
intensidad de radiación solar y temperatura estándar (25°C)
P = Vp Ip
1/R
5
PSVp
Ip
R
+
Curvas: P-V de un panel solar vs Intensidad de
Radiacion Solar : G (Watts/m2).
P-V características de un panel solar a diferentes valores de
intensidad de radiación solar y temperatura estándar (25°C)7
Justificación de operación en el punto de máxima
potencia MPPT
PANEL SOLAR
MPP: (Vmp,Imp)
BATERIA
Vb
CARGA
Vb
Vb
POD
P(v)I(v)
Curvas I(v), P(v) , Características de un Panel Solar
P = VI
9
Vb Vb
Implementación MPPT
11
PANEL SOLAR BATERIA CARGABUCK
CONVERTER
uP
16F690
TERMINAL
PC
PWMVp
IP
Simulación,-> Modelos
• Panel Solar
• Batería
• Carga
Modelo de un Panel Solar
13
N celdas
en serie
Vd
Vd
Vd
Vp
Ip
rs
rs
rs
-N Vd + N Ip rs + Vp = 0
Id = Io [exp(Vd/nVt) – 1]
Vt = 26 mV @ 25 °C
Rs = N*rs n = 1-2 tipo de celda
Vp = n N Vt ln[(Ipsc-Ip-Io)/Io] – Ip Rs
Vp = n N Vt ln[(Ipsc-Ip)/Io]
+
-
Determinación de parametros del Panel Solar
14
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45Vp vs Ip PANEL (DATA-01)
Voltaje V
Corr
iente
A
Vp = n N Vt ln(Ipsc-Ip) - n N Vt ln(Io)
Vp Ip
0.00 0.45
4.57 0.44
7.71 0.38
8.60 0.27
9.00 0.22
9.21 0.19
9.36 0.16
9.46 0.14
9.55 0.12
9.61 0.11
10.08 0.00
y = m x + b
m = n N Vt
b = n N Vt ln (Io)
x = ln(Ipsc – Ip)
DATA- 01
P
SVp
Ip
R+
Ecuación lineal del modelo del panel solar
15
-5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.54
5
6
7
8
9
10
11AJUSTE LINEAL DE DATA-01 Y MODELO
Voltaje
(V)
ln(Ipsc-Ip)
DATA-01
MODELO
m = 1.4012
b= 11.1238
Io = 3.5 * 10-4 A
Vp = 1.4012 ln[(0.45 – Ip)/Io]
Comparacion de modelo vs panel
16
0 2 4 6 8 10 120
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45PANEL DATA-01 Y MODELO
Voltaje(V)
Current (A
)
DATA-01
MODELO
Vp = 1.4012 ln[(0.45 – Ip)/Io]
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120
0.5
1
1.5
2
2.5
3POTENCIA PANEL Y MODELO
Voltaje (V)P
ote
ncia
(W
ats
) Pmax
DATA-01
MODELO
Simulación de MPPT-PWM
17
L d(iL)/dt = Vp(iL) – iL(t)*RL - Vb L diL/dt = -iL(t)*Rl - Vb
L diL/dt = Vp(iL) * d(t) – iL(t)*RL - Vb Vp = 1.4012 ln[(0.45 – Ip)/Io]
Resultados de simulación usando Matlab
18
Fpwm = 2000 Hz
Fs = 20 * F pwm
L = 20 mH
RL = 0.85 ohm
Vb = 6 Volts
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 160
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4CORRIENTE EN EL INDUCTOR IL
Tiempo ms
Corr
iente
Am
p.
Simulacion del Buck Converter
19
0 2 4 6 8 10 12 14 160
2
4
6
8
10
12PANEL Vp, IL,Ip y PWM
Tiempo ms
Vol
atje
(V
), C
urre
nt (
A)
Vp
d
Ip IL
Simulación de la Potencia Instantánea del Panel
20
0 2 4 6 8 10 12 14 160
2
4
6
8
10
12 PANNEL Pot,Vp,Ip
Tiempo ms
Pot
(W)
Vp (
V)
Ip(A
) Vp
Pot
Ip
Simulación de valores Promedio
21
0 2 4 6 8 10 12 14 160
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4PRMD. INDUCTOR CORRIENTE IL & Isp
Tiempo ms.
Corrie
nte A
mp
0 2 4 6 8 10 12 14 160
2
4
6
8
10
12AVRG. PANEL Pot-a, Vap,Iap,
Tiempo ms.
Pot
(W)
Volt (
V)
I (A
)
Vap
Pot-a
Iap
Justificación de operación en el punto de máxima
potencia MPPT
PANEL SOLAR
MPP: (Vmp,Imp)
BATERIA
Vb
CARGA
Vb
Vb
POD
P(v)I(v)
Curvas I(v), P(v) , Características de un Panel Solar
P = VI
22
Vb Vb
Implementación MPPT
24
PANEL SOLAR BATERIA CARGABUCK
CONVERTER
uP
16F690
TERMINAL
PC
PWMVp
IP
Gracias …