Plataformas de hardware de código abierto para convertidores inteligentes con conectividad en la nube
Autores: Merenda, Massimo; Iero, Demetrio; Pangallo, Giovanni; Falduto, Paolo; Adinolfi, Giovanna; Merola, Angelo; Graditi, Giorgio; Della Corte, Francesco G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Plataformas de hardware de código abierto para convertidores inteligentes con conectividad en la nube
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Implementación de hardware
Convertidores inteligentes
Plataforma de código abierto
Energías renovables
Algoritmos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño e implementación de hardware de código abierto dedicado al desarrollo de sistemas de convertidores inteligentes. Los convertidores inteligentes son convertidores simples o entrelazados. Están equipados con controladores capaces de emparejar la impedancia en línea para la transferencia de potencia máxima. Estos sistemas de conversión son particularmente factibles para sistemas de energías renovables, como la fotovoltaica, que trabajan en condiciones operativas en constante cambio. Los convertidores inteligentes representan soluciones prometedoras en los escenarios energéticos recientes, de hecho, su aplicación se está profundizando y ampliando. En este contexto, la disponibilidad de una plataforma de hardware podría representar una herramienta útil. La plataforma fue concebida y lanzada como un instrumento de hardware abierto para que la academia y la industria se beneficien de las mejoras aportadas por la comunidad de investigadores. El uso de una plataforma novedosa de código abierto permitiría a muchos desarrolladores diseñar convertidores inteligentes, centrándose en algoritmos en lugar de electrónica, lo que podría resultar en un mejor ecosistema de desarrollo general y un rápido crecimiento en el número de aplicaciones de convertidores inteligentes. La plataforma misma se propone como un punto de referencia en el desarrollo y prueba de diferentes algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia. El sistema diseñado es capaz de implementaciones de código precisas, lo que permite probar diferentes algoritmos controlados por corriente y voltaje para diferentes sistemas de energías renovables. El circuito cuenta con un canal de comunicación de radiofrecuencia bidireccional que permite la lectura en tiempo real de medidas y parámetros, y la modificación remota de ambos tipos de algoritmos y configuraciones. El sistema propuesto fue desarrollado y probado con éxito en laboratorio con un simulador de módulo solar y con generadores fotovoltaicos reales. Los resultados experimentales indican un rendimiento de vanguardia como convertidor, mientras que las funciones inteligentes mejoradas allanan el camino para la gestión a nivel de sistema, diagnósticos en tiempo real y cambios de parámetros sobre la marcha. Además, la viabilidad de implementación permite diferentes combinaciones y disposiciones de varias fuentes de energía, convertidores (tanto simples como múltiples) y estrategias de modulación. Hasta donde sabemos, este proyecto sigue siendo la única plataforma de convertidores inteligentes de hardware de código abierto utilizada con fines educativos, de investigación e industriales hasta ahora.
Descripción
Este documento presenta el diseño e implementación de hardware de código abierto dedicado al desarrollo de sistemas de convertidores inteligentes. Los convertidores inteligentes son convertidores simples o entrelazados. Están equipados con controladores capaces de emparejar la impedancia en línea para la transferencia de potencia máxima. Estos sistemas de conversión son particularmente factibles para sistemas de energías renovables, como la fotovoltaica, que trabajan en condiciones operativas en constante cambio. Los convertidores inteligentes representan soluciones prometedoras en los escenarios energéticos recientes, de hecho, su aplicación se está profundizando y ampliando. En este contexto, la disponibilidad de una plataforma de hardware podría representar una herramienta útil. La plataforma fue concebida y lanzada como un instrumento de hardware abierto para que la academia y la industria se beneficien de las mejoras aportadas por la comunidad de investigadores. El uso de una plataforma novedosa de código abierto permitiría a muchos desarrolladores diseñar convertidores inteligentes, centrándose en algoritmos en lugar de electrónica, lo que podría resultar en un mejor ecosistema de desarrollo general y un rápido crecimiento en el número de aplicaciones de convertidores inteligentes. La plataforma misma se propone como un punto de referencia en el desarrollo y prueba de diferentes algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia. El sistema diseñado es capaz de implementaciones de código precisas, lo que permite probar diferentes algoritmos controlados por corriente y voltaje para diferentes sistemas de energías renovables. El circuito cuenta con un canal de comunicación de radiofrecuencia bidireccional que permite la lectura en tiempo real de medidas y parámetros, y la modificación remota de ambos tipos de algoritmos y configuraciones. El sistema propuesto fue desarrollado y probado con éxito en laboratorio con un simulador de módulo solar y con generadores fotovoltaicos reales. Los resultados experimentales indican un rendimiento de vanguardia como convertidor, mientras que las funciones inteligentes mejoradas allanan el camino para la gestión a nivel de sistema, diagnósticos en tiempo real y cambios de parámetros sobre la marcha. Además, la viabilidad de implementación permite diferentes combinaciones y disposiciones de varias fuentes de energía, convertidores (tanto simples como múltiples) y estrategias de modulación. Hasta donde sabemos, este proyecto sigue siendo la única plataforma de convertidores inteligentes de hardware de código abierto utilizada con fines educativos, de investigación e industriales hasta ahora.