AVANCES EN EL DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN EXPERIMENTAL DE UN CONVERTIDOR CC-CA SOLAR FOTOVOLTAICO DE ALTA EFICIENCIA DESTINADO AL RIEGO E ILUMINACIÓN DE VIVEROS EN HUERTAS DE PEQUEÑOS PRODUCTORES

FERNANDO BOTTERÓN; JONATHAN D. KRUCHESKI; GUILLERMO A. FERNÁNDEZ; ROBERTO ESTEBAN CARBALLO

Posadas - Misiones

Jornada; Jornadas Cientifico-Tecnologicas UNaM - 2018; 2018

Universidad Nacional de Misiones - UNaM

Este trabajo se desarrolla en el marco del programa Agrovalor I y de una beca al Estímulo de las Vocaciones Científicas del Consejo Interuniversitario Nacional (EVC-CIN). En el mismo se realiza el diseño e implementación experimental de un inversor monofásico de elevada eficiencia que puede operar a partir de un banco de baterías, cargado por un arreglo de paneles fotovoltaicos. Los habitantes de zonas rurales y regiones alejadas de los centros urbanos, en su mayoría cuentan con un servicio de energía eléctrica de red que presenta deficiencias en el suministro. Mayormente esto se debe a las reiteradas fallas en las redes de distribución, como consecuencia de fuertes tormentas que se producen en la región. Los cortes del suministro, muchas veces resultan de varias horas, ya que las fallas no son fáciles de encontrar por la irregularidad geográfica y la espesa vegetación. En base a lo expuesto y con el fin de propiciar la generación distribuida (descentralizada) en base a energías renovables, este trabajo propone el desarrollo de la etapa de conversión CC-CA para un inversor destinado al aprovechamiento de la energía solar mediante conversión fotovoltaica. Este convertidor, junto a un banco de baterías, será utilizado para el accionamiento de una bomba de riego y lámparas LED de alta eficiencia lumínica (de baja potencia), empleados en sectores de viveros para huertas de pequeños productores y Escuelas de la Familia Agrícola (EFA) de nuestra provincia, donde es necesario garantizar el suministro de energía eléctrica para realizar las actividades inherentes a estos sectores. A partir del banco de baterías, el convertidor CC-CA desarrollado adecúa de forma eficiente y con buena calidad, los niveles de tensión y de corriente exigidos por la carga. Su diseño presenta bajas pérdidas de energía, para aprovechar mejor lo almacenado en las baterías. Esta eficiencia elevada se consigue con el uso de transistores de Carburo de Silicio (SiC) que permite obtener muy bajas pérdidas en conducción y conmutación en estos dispositivos. Como resultados, se ha obtenido un convertidor CC-CA experimental que posee una etapa de potencia conformada por 4 transistores SiC en configuración puente, que excitan un filtro construido con un inductor planar y capacitores de bajas pérdidas. Los transistores son accionados con una frecuencia de 50 kHz, mediante circuitos drivers que reciben las señales de comando de la placa de control. Esta última fue desarrollada en base a un Controlador Digital de Señal (DSC), contando con las etapas de adecuación de señal para los sensores que permiten efectuar el control del convertidor. El DSC es un dispositivo programable que posee embebido las estrategias de conmutación de los transistores y de control para obtener una tensión senoidal de 220V/50Hz mediante la cual se energiza la carga (bomba y lámparas). El convertidor CC-CA desarrollado fue ensayado (sin estrategias de control) comprobándose bajas pérdidas y un voltaje de salida con reducido contenido de armónicos.