Modelado de módulo PV y ensamblaje de convertidor DC/DC para el análisis de la respuesta transitoria inducida debido a un rayo cercano
Autores: Formisano, Alessandro; Hernández, Jesus C.; Petrarca, Carlo; Sanchez-Sutil, Francisco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado de módulo PV y ensamblaje de convertidor DC/DC para el análisis de la respuesta transitoria inducida debido a un rayo cercano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fotovoltaico
Rayos
Transitorios electromagnéticos
Módulo fotovoltaico
Convertidor CC/CC
Aislamiento eléctrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas fotovoltaicos (PV) están sujetos a impactos cercanos de rayos que pueden contribuir a transitorios de sobretensión inducidos extremadamente altos. Recientemente, los autores introdujeron un método semi-analítico en 3D para estudiar los transitorios electromagnéticos causados por estos impactos en un módulo PV. En el presente documento desarrollamos un modelo mejorado del módulo PV que: (a) tiene en cuenta efectos de alta frecuencia mediante el modelado de acoplamientos capacitivos e inductivos; (b) considera las características de aislamiento eléctrico del módulo; (c) incluye la conexión a un convertidor DC/DC. Todo el proceso implica tres pasos principales, es decir, el cálculo del campo magnético, la evaluación de voltajes inducidos tanto en modo común como diferencial a través del módulo PV, y el uso de los voltajes calculados como entrada a un circuito equivalente concentrado del módulo PV conectado al convertidor DC/DC. En dicho marco, se evalúa la influencia de la condición de funcionamiento del PV en las tensiones eléctricas resultantes; además, se demuestra la relevancia o insignificancia de algunos parámetros, como el aislamiento del módulo o el material del marco. Finalmente, los resultados muestran que las sobretensiones inducidas dependen en gran medida tanto de la puesta a tierra de las partes conductoras como de las condiciones externas como las formas de onda de corriente de rayos y la geometría del canal de rayos (LC).
Descripción
Los sistemas fotovoltaicos (PV) están sujetos a impactos cercanos de rayos que pueden contribuir a transitorios de sobretensión inducidos extremadamente altos. Recientemente, los autores introdujeron un método semi-analítico en 3D para estudiar los transitorios electromagnéticos causados por estos impactos en un módulo PV. En el presente documento desarrollamos un modelo mejorado del módulo PV que: (a) tiene en cuenta efectos de alta frecuencia mediante el modelado de acoplamientos capacitivos e inductivos; (b) considera las características de aislamiento eléctrico del módulo; (c) incluye la conexión a un convertidor DC/DC. Todo el proceso implica tres pasos principales, es decir, el cálculo del campo magnético, la evaluación de voltajes inducidos tanto en modo común como diferencial a través del módulo PV, y el uso de los voltajes calculados como entrada a un circuito equivalente concentrado del módulo PV conectado al convertidor DC/DC. En dicho marco, se evalúa la influencia de la condición de funcionamiento del PV en las tensiones eléctricas resultantes; además, se demuestra la relevancia o insignificancia de algunos parámetros, como el aislamiento del módulo o el material del marco. Finalmente, los resultados muestran que las sobretensiones inducidas dependen en gran medida tanto de la puesta a tierra de las partes conductoras como de las condiciones externas como las formas de onda de corriente de rayos y la geometría del canal de rayos (LC).