Publication: Study of energy compensation techniques in photovoltaic solar systems with the use of supercapacitors in low-voltage networks
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Date
2020
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Abstract
The power generated by photovoltaic solar systems is exposed to high variability of irradiance mainly due to weather conditions, which cause instability in the electrical networks connected to these systems. This study shows the typical behavior of solar irradiance in an Andean city, which presents considerable variations that can reach up to 63% of the nominal power of the photovoltaic system, at time intervals in the order of seconds. The study covers the application of 3 techniques to reduce power fluctuations at the point of common coupling (PCC), with the incorporation of energy storage systems, under the same irradiance conditions. Supercapacitors were used as the storage system, which were selected for their high e ciency and useful life. A state of charge control is also applied by means of a hysteresis band. The three algorithms studied show similar behaviors; however, the ramp control technique has the best performance.
Description
La energía generada por los sistemas solares fotovoltaicos está expuesta a una alta variabilidad de irradiancia debido principalmente a las condiciones climáticas, que provocan inestabilidad en las redes eléctricas conectado a estos sistemas. Este estudio muestra el comportamiento típico de la irradiancia solar en una región andina. ciudad, que presenta variaciones considerables que pueden llegar hasta el 63% de la potencia nominal del sistema fotovoltaico, a intervalos de tiempo del orden de segundos. El estudio cubre la aplicación de 3 técnicas para reducir las fluctuaciones de potencia en el punto de acoplamiento común (PCC), con el incorporación de sistemas de almacenamiento de energía, en las mismas condiciones de irradiancia. Los supercondensadores fueron utilizados como sistema de almacenamiento, los cuales fueron seleccionados por su alta eficiencia y vida útil. Un estado del control de carga también se aplica mediante una banda de histéresis. Los tres algoritmos estudiados muestran comportamientos similares; sin embargo, la técnica de control de rampa tiene el mejor rendimiento.
Keywords
Photovoltaic solar system, Power fluctuations, Supercapacitors, Ramp control, Low pass filter, Moving average