Modelado y metodología de diseño de un sistema de bombeo fotovoltaico de alto rendimiento mejorado que emplea motores de reluctancia síncrona de imán de ferrita
Autores: Ibrahim, Mohamed N.; Rezk, Hegazy; Al-Dhaifallah, Mujahed; Sergeant, Peter
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado y metodología de diseño de un sistema de bombeo fotovoltaico de alto rendimiento mejorado que emplea motores de reluctancia síncrona de imán de ferrita
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propuesto
Sistema de bombeo de agua fotovoltaica
SBAP
Motor de reluctancia síncrona de imán de ferrita
MRSIF
Inversor de motor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un nuevo sistema de bombeo de agua fotovoltaico (PVWPS) con un rendimiento y costo mejorados. Este sistema no contiene un convertidor CC-CC, baterías ni motores de tierras raras. La eliminación de los componentes mencionados reducirá el costo total y aumentará la confiabilidad del sistema. Para mejorar el rendimiento del PVWPS, se emplea un motor de reluctancia síncrona de imán de ferrita (FMSynRM). Además, se utiliza un inversor de motor para conducir adecuadamente el motor y extraer la potencia máxima disponible del sistema fotovoltaico. Esto se realiza utilizando una estrategia de control sugerida que controla el inversor del motor. Además, para mostrar la efectividad del PVWPS propuesto, se compara el rendimiento del sistema propuesto con un PVWPS que emplea un SynRM puro. Además, se reporta el modelo matemático completo de los componentes del sistema y el control. Se demuestra que la tasa de flujo empleando el sistema propuesto se incrementa aproximadamente en un 29.5% a un nivel de irradiación bajo (0.25 kW/m) y un 15% a un nivel de irradiación alto (1 kW/m) en comparación con el sistema solar convencional que utiliza un motor de reluctancia síncrona puro (SynRM). Se ha construido un banco de pruebas de laboratorio experimental para validar los resultados teóricos presentados en este trabajo de investigación. Se demuestra una buena concordancia entre los resultados teóricos y experimentales.
Descripción
Este documento propone un nuevo sistema de bombeo de agua fotovoltaico (PVWPS) con un rendimiento y costo mejorados. Este sistema no contiene un convertidor CC-CC, baterías ni motores de tierras raras. La eliminación de los componentes mencionados reducirá el costo total y aumentará la confiabilidad del sistema. Para mejorar el rendimiento del PVWPS, se emplea un motor de reluctancia síncrona de imán de ferrita (FMSynRM). Además, se utiliza un inversor de motor para conducir adecuadamente el motor y extraer la potencia máxima disponible del sistema fotovoltaico. Esto se realiza utilizando una estrategia de control sugerida que controla el inversor del motor. Además, para mostrar la efectividad del PVWPS propuesto, se compara el rendimiento del sistema propuesto con un PVWPS que emplea un SynRM puro. Además, se reporta el modelo matemático completo de los componentes del sistema y el control. Se demuestra que la tasa de flujo empleando el sistema propuesto se incrementa aproximadamente en un 29.5% a un nivel de irradiación bajo (0.25 kW/m) y un 15% a un nivel de irradiación alto (1 kW/m) en comparación con el sistema solar convencional que utiliza un motor de reluctancia síncrona puro (SynRM). Se ha construido un banco de pruebas de laboratorio experimental para validar los resultados teóricos presentados en este trabajo de investigación. Se demuestra una buena concordancia entre los resultados teóricos y experimentales.