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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/23845
Title: Diseño e implementación de un sistema de conversión y de un prototipo de carga mediante energía solar fotovoltaica de baja potencia
Authors: Naula Valdiviezo, Fabián Andrés
Zúñiga Jiménez, Mateo Xavier
metadata.dc.contributor.advisor: Gonzalez Morales, Luis Gerardo
Keywords: Electronica
Sistema De Conversion
Energia Solar
Fotovoltaica
Issue Date: 2016
metadata.dc.ucuenca.paginacion: 215 páginas
metadata.dc.description.city: 
Cuenca
Series/Report no.: TET;21
metadata.dc.type: bachelorThesis
Abstract: 
Currently the alternative energies are profiled with a solution to the continuing rise of fossil fuels and global warming; this is why today the generation of electricity from energy sources such as solar, wind, geothermal and others, are of great importance to study in the international scientific community. Additionally, the generation of electricity in inaccessible areas using alternative energy is a choice that takes strength in recent decades because of the cost of building distribution systems of electricity. In this thesis we propose the design and implementation of a conversion system and a prototype charge through low power solar energy. For this we carry into effect a study of the state of the art in relation to different types of existing power converters existing in the market. The designed system includes the steps of battery charge, boost converter and DC-AC converter for which the first one is used a reducer Buck type converter synchronous for load management activities to deep cycle batteries. Among the activities to be performed by this buck converter are primarily to search the maximum power point of the photovoltaic panels in order to extract the maximum power available from solar radiation and a constant voltage charge which limits the current injection to reach the float voltage determined by the manufacturer. The implemented charger reaches an energy efficiency of 87 % at nominal power and the control system implemented in the charger allows to easily modify the parameters of interest depending on the type of battery used in the application. For the second stage, the designed system raises the nominal battery voltage and then converts it into alternative energy; an isolated Push-Pull converter has been used with a converter transformer center tap in the primary winding and a single secondary winding followed by an uncontrolled rectifier bridge, this switched by effect transistors MOSFET field managed by a dedicated control circuit with voltage feedback and currents which guarantee the protection against overloads. This converter reached an experimental performance above 75%, typical yield for this topology, mainly copper losses in the transformer core. Finally in the line of power management it was designed an inverter with full bridge topology H using the zero crossing distortion square modulation obtaining an approximate 30% distortion in the charging voltage.
Description: 
Actualmente las energías alternativas se perfilan con una solución al continuo encarecimiento de las energías fósiles y al calentamiento global, es por esto que hoy en día la generación de la energía eléctrica a partir de energías como la solar, eólica, geotérmica entre otros presentan gran importancia de estudio en la comunidad científica internacional. Adicionalmente la generación de energía eléctrica en zonas de difícil acceso utilizando energías alternativas es una opción que toma fuerza en las últimas décadas debido al costo que presenta la construcción de sistemas de distribución de energía eléctrica. En la presente tesis se propone el diseño e implementación de un sistema de conversión y de un prototipo de carga mediante energía solar fotovoltaica de baja potencia. Para este fin se realiza un estudio del estado del arte en relación a los distintos tipos de convertidores de potencia existentes en el mercado, El sistema diseñado contempla las etapas de carga de batería, convertidor elevador y convertidor CD-CA para el cual en el primero de ellos es utilizado un convertidor de tipo reductor Buck Síncrono para realizar actividades de gestión de carga a baterías de ciclo profundo. Dentro de las actividades a ejecutar por este convertidor reductor son principalmente las de búsqueda del punto de máxima potencia en los paneles fotovoltaicos con el fin de extraer la máxima energía disponible por la radiación solar y la de carga a voltaje constante donde limita la inyección de corriente hasta alcanzar el voltaje de flotación determinado por el fabricante. El cargador implementado alcanza un rendimiento energético del 87% a su potencia nominal y el sistema de control implementado en el cargador permite de manera sencilla modificar los parámetros de interés dependiendo del tipo de batería utilizada en la aplicación. Para la segunda etapa, el sistema diseñado eleva la tensión nominal de batería para luego convertirla en energía alterna, se ha utilizado un convertidor aislado Push-Pull con un transformador de derivación central en el devanado primario y un único devanado secundario seguido de un puente rectificador no controlado, éste conmutado mediante transistores de efecto de campo mosfet manejado mediante un circuito de control dedicado con realimentación de voltaje y corriente que garantiza la protección ante sobre cargas. Este convertidor alcanzó un rendimiento experimental superior al 72 [%], rendimiento típico de topología Push-Pull (75 [%]), principalmente por las pérdidas en cobre y núcleo del transformador. Finalmente en la línea de gestión de energía se diseñó un Inversor Puente Completo con la topología H utilizando la modulación cuadrada con distorsión de cruce por cero obteniendo una distorsión aproximada del 30 [%] en el voltaje de carga.
metadata.dc.description.degree: 
Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/23845
Appears in Collections:Tesis de Pregrado

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