Optimización de topologías de matrices fotovoltaicas híbridas para maximizar la producción de energía al reducir el efecto de condiciones de operación no uniformes
Autores: Raju Pendem, Suneel; Mikkili, Suresh; Rangarajan, Shriram S.; Avv, Sudhakar; Collins, Randolph E.; Senjyu, Tomonobu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Optimización de topologías de matrices fotovoltaicas híbridas para maximizar la producción de energía al reducir el efecto de condiciones de operación no uniformes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fotovoltaico
Inversor
Topologías de arreglos
Puntos de máxima potencia
Híbrido
Condiciones de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El sistema fotovoltaico (PV) del inversor del centro de arquitectura comprende varias topologías de matriz convencionales como simple en serie (S-S), paralelo (P), serie-paralelo (S-P), totalmente cruzado (T-C-T), enlazado en puente (B-L) y panal de abejas (H-C). Las topologías convencionales de matriz PV bajo condiciones de operación no uniformes (NUOCs) producen una mayor cantidad de pérdida de potencia por desajuste y representan múltiples puntos de máxima potencia (M-P-Ps) en las características de salida. Se encontró que el rendimiento de la topología T-C-T es superior entre las topologías convencionales bajo NUOCs. Sin embargo, las principales limitaciones de la topología T-C-T son una mayor redundancia, un mayor número de conexiones eléctricas, una mayor pérdida de cableado, un rendimiento deficiente durante patrones de sombreado por filas, y un mayor número de interruptores y sensores para la reconfiguración de los módulos PV. Este documento propone varias topologías óptimas híbridas de matriz PV para superar las limitaciones de la topología convencional T-C-T. Las topologías híbridas propuestas son como en serie-paralelo-cruzado (S-P-C-T), enlace de puente-cruzado (B-L-C-T), panal de abejas-cruzado (H-C-C-T), serie-paralelo-totalmente cruzado (S-P-T-C-T), enlace de puente-totalmente cruzado (B-L-T-C-T), panal de abejas-totalmente cruzado (H-C-T-C-T), y enlace de puente-panal de abejas (B-L-H-C). El rendimiento de las topologías híbridas propuestas se evalúa y compara con las topologías convencionales bajo varias NUOCs. Los parámetros utilizados para el estudio comparativo son voltaje de circuito abierto, corriente de cortocircuito, punto de máxima potencia global (GMPP), punto de máxima potencia local (LMPP), número de LMPPs y factor de llenado (FF). Además, también se determina la pérdida de potencia desajustada y la eficiencia de conversión de las topologías de matriz convencionales y híbridas. Basándose en los resultados, se encontró que las topologías de matriz híbridas maximizan la producción de potencia al mitigar el efecto de NUOCs y reducir el número de LMPPs.
Descripción
El sistema fotovoltaico (PV) del inversor del centro de arquitectura comprende varias topologías de matriz convencionales como simple en serie (S-S), paralelo (P), serie-paralelo (S-P), totalmente cruzado (T-C-T), enlazado en puente (B-L) y panal de abejas (H-C). Las topologías convencionales de matriz PV bajo condiciones de operación no uniformes (NUOCs) producen una mayor cantidad de pérdida de potencia por desajuste y representan múltiples puntos de máxima potencia (M-P-Ps) en las características de salida. Se encontró que el rendimiento de la topología T-C-T es superior entre las topologías convencionales bajo NUOCs. Sin embargo, las principales limitaciones de la topología T-C-T son una mayor redundancia, un mayor número de conexiones eléctricas, una mayor pérdida de cableado, un rendimiento deficiente durante patrones de sombreado por filas, y un mayor número de interruptores y sensores para la reconfiguración de los módulos PV. Este documento propone varias topologías óptimas híbridas de matriz PV para superar las limitaciones de la topología convencional T-C-T. Las topologías híbridas propuestas son como en serie-paralelo-cruzado (S-P-C-T), enlace de puente-cruzado (B-L-C-T), panal de abejas-cruzado (H-C-C-T), serie-paralelo-totalmente cruzado (S-P-T-C-T), enlace de puente-totalmente cruzado (B-L-T-C-T), panal de abejas-totalmente cruzado (H-C-T-C-T), y enlace de puente-panal de abejas (B-L-H-C). El rendimiento de las topologías híbridas propuestas se evalúa y compara con las topologías convencionales bajo varias NUOCs. Los parámetros utilizados para el estudio comparativo son voltaje de circuito abierto, corriente de cortocircuito, punto de máxima potencia global (GMPP), punto de máxima potencia local (LMPP), número de LMPPs y factor de llenado (FF). Además, también se determina la pérdida de potencia desajustada y la eficiencia de conversión de las topologías de matriz convencionales y híbridas. Basándose en los resultados, se encontró que las topologías de matriz híbridas maximizan la producción de potencia al mitigar el efecto de NUOCs y reducir el número de LMPPs.