Implementación de un cargador de baterías con algoritmo MPPT y convertidor Buck para un sistema fotovoltaico

Abstract

Usar fuentes de energía renovable para la generación de energía eléctrica se ha convertido en una alternativa prioritaria a nivel mundial, ya que mediante el uso de este tipo de energía se combate el calentamiento global y se reduce la producción de gases contaminantes. Aprovechar la energía proveniente del sol a través de paneles fotovoltaicos es una solución eficiente a la problemática que aqueja el planeta tierra. Actualmente, se pueden encontrar innumerables aplicaciones que tienen como fuente de alimentación a la energía solar y una de ellas son los convertidores de energía. En el presente trabajo se desarrolla un sistema que capta la energía solar mediante dos paneles solares de 18 [V] con una potencia de 50 [W], esta energía ingresa a un convertidor reductor (Buck) que carga una batería de plomo ácido de 12 [V] y 35 [Ah]. Inicialmente se plantean definiciones de conceptos básicos como: calidad de energía en el país, tipos de convertidores DC y algoritmos de control usados en este tipo de aplicaciones. Posteriormente se realiza el dimensionamiento de componentes electrónicos y diseño de los lazos de control que regirán sobre la placa de procesamiento LAUNCHXL-F28379D. La validación de los valores obtenidos mediante análisis matemático se realiza mediante simulación en el software de Matlab/Simulink. El trabajo concluye mediante la implementación del prototipo en el laboratorio de la institución, en el cual se puede observar la integración de un algoritmo P&O para el seguimiento del punto máximo de potencia en los paneles solares, así como, dos controladores del tipo Proporcional-Integral encargados de suministrar el voltaje y la corriente ideal para cargar la batería de 12 [V]. Finalmente, se realiza una comparación entre los valores reales y de simulación con la finalidad de analizar el desempeño del cargador de baterías desarrollado.