ESTRUCTURAS DE CONVERSIÓN PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE ALTA POTENCIA Memoria que, para optar al grado de Doctor Ingeniero Industrial, por Mikel Borrega Ayala -DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRONICA-UNIVERSIDAD PUBLICA DE NAVARRA

 

1.2 Objetivos de la tesis

. La red eléctrica es de naturaleza alterna, con lo que si se quiere inyectar energía en la red se debe de hacer mediante corriente alterna. Sin embargo, la corriente proporcionada por un generador fotovoltaico es de naturaleza continua. Es por ello que se hace necesaria la utilización de una etapa de conversión electrónica DC/AC, denominada inversor. En las instalaciones fotovoltaicas de conexión a red se utilizan tanto inversores trifásicos, que inyectan la potencia generada a una red trifásica, como inversores monofásicos que la inyectan a una fase. Normalmente, en instalaciones de potencias inferiores a 4.6-6kW4, se utilizan inversores monofásicos. En instalaciones de más potencia, tanto domésticas como grandes plantas, se utilizan inversores trifásicos.

Esta tesis se va a centrar en los inversores fotovoltaicos de conexión a red utilizados en grandes plantas de generación eléctrica. Tal y como se ha apuntado anteriormente, estas instalaciones tienen una potencia de entre 1MW y los 247MW de la instalación más grande del mundo a día de hoy. Se suelen ubicar en lugares con una alta irradiación, aprovechando terrenos de escaso valor urbanístico o para la agricultura. El factor económico es, por lo tanto, el principal parámetros a tener en cuenta en el diseño de este tipo de instalaciones ya que se busca la mayor rentabilidad. Así, los costes de todos los elementos que componen la instalación, incluido el inversor, tienen que ser lo menor posibles. El coste del inversor en relación a la potencia del mismo, ratio €/Vat, suele ser mejor en los inversores de mayor potencia y es por ello que, en este tipo de instalaciones en las que se busca una etapa de conversión lo más económica posible, se utilizan los mayores inversores del mercado con potencias de entre 500kW y 1MW, en lugar de una cantidad mayor de inversores de menor potencia. Es precisamente el diseño de estos inversores de gran potencia el objetivo principal de esta tesis.

Cabe destacar que el hecho de que se busque la instalación más económica posible no siempre va ligado a que el inversor tenga que ser lo más barato posible. Lo importante es conseguir la mayor rentabilidad de la totalidad de la instalación, y eso requiere en ocasiones encarecer ligeramente el inversor si con ello se mejoran ciertas prestaciones del mismo que finalmente desembocan en el abaratamiento de otro elemento de la instalación, o en el aumento de la productividad de la misma.

El factor más importante que hace que las características de un inversor difieran de las de otros, es la arquitectura utilizada en cada uno de ellos. En estos inversores fotovoltaicos de alta potencia existen tres topologías principales. La primera de ellas es el Inversor Centralizado (IC). Se trata de una etapa de conversión única por la cual circula la totalidad de la potencia inyectada a la red. Por un lado entra la potencia proveniente del campo solar, que es de carácter continuo. El inversor convierte la potencia en forma alterna para poder inyectarla a la red eléctrica que es también de carácter alterno. La red eléctrica a la que se conectan este tipo de inversores de gran potencia es de tipo IT, con el neutro aislado de tierra.

VER LA TESIS COMPLETA:  https://academica-e.unavarra.es/xmlui/bitstream/2454/29278/1/04%20Tesis%20doctoral%20Mikel%20Borrega%20Ayala.pdf

Analysis, Design, and Control of a Modular Multilevel Series-Parallel Converter (MMSPC) Zur Erlangung des akademischen Grades eines DOKTOR-INGENIEURS von der KIT-Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)

Analysis, Design, and Control of a Modular Multilevel Series-Parallel Converter (MMSPC) Zur Erlangung des akademischen Grades eines DOKTOR-INGENIEURS von der KIT-Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) genehmigte

 DISSERTATION von M.Eng. Christian Korte geb. in: Gerolstein

 Vorwort 

Diese Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Elektrotechnischen Institut (ETI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Im Rahmen einer wissenschaftlichen Kooperation hatte ich die Möglichkeit einen neuartigen Ansatz zur Realisierung des elektrischen Automobil-Antriebsstrangs zu erforschen. Dieser Ansatz, der Modular Multilevel Series-Parallel Converter (MMSPC), zieht eine umfassende Umgestaltung der elektrischen Automobil-Architektur nach sich. Aus diesem Grund habe ich mir die Aufgabe gesetzt, einen möglichst fundamentalen wissenschaftlichen Vergleich zwischen dem herkömmlichen Ansatz und dem MMSPC zu erarbeiten. Ferner habe ich mich darauf konzentriert, die Leistungsfähigkeit des MMSPC durch Regelung zu erhöhen. Ohne die durchgehende Unterstützung aus meinem privaten und beruflichen Umfeld wäre es nicht möglich gewesen, diese Arbeit erfolgreich abzuschließen. Dafür möchte ich mich bei allen Beteiligten herzlich bedanken. Insbesondere gilt dieser Dank meinem Doktorvater Prof. Dr.-Ing Marc Hiller, der es mir ermöglicht hat mit großer wissenschaftlicher Freiheit an meiner Arbeit zu forschen. Bei Prof. Dr.-Ing Dieter Gerling bedanke ich mich ebenfalls für die Begutachtung und die Übernahme des Korreferats. Zudem möchte ich mich bei Prof. Dr.-Ing Malte Jaensch und Prof. Dr.-Ing. Stefan Götz bedanken, für das entgegengebrachte Vertrauen und die große Unterstützung während meiner Tätigkeit bei Porsche Engineering. Ohne die außergewöhnliche Atmosphäre und Kollegialität am ETI wäre die Entstehung dieser Arbeit mit deutlich weniger Freude und guten Erinnerungen verbunden. Dafür bedanke ich mich bei allen Kollegen und Studenten des ETI, mit denen ich das Vergnügen hatte zu Arbeiten. Mein Dank richtet sich insbesondere an Daniel, für die viele Hilfe bei meinen Publikationen, dafür dass Du immer die Wissenschaft am ETI vorangetrieben hast und vor Allem für die ganzen unvergesslichen Erlebnisse die wir geteilt haben. Weiterhin möchte ich mich bei Firat, Patrick, Simon, Felix, Felix und Tobi für Eure andauernde Unterstützung und die großartige Zeit bedanken. Seit meiner Kindheit haben mir meine Eltern und (meistens) meine Schwester jederzeit den Rückhalt gegeben, den ich benötigte um erfolgreich meine Fortbildung und meine Promotion zu bestehen. Dafür bedanke ich mich herzlichst, denn ohne Euch hätte es nicht klappen können. Während meiner Promotion hat Ravina am meisten miterlebt, wie ich mit der Arbeit gekämpft habe. Dennoch hast Du mir immer geholfen das Beste aus mir herauszuholen und immer an meinen Erfolg geglaubt. Danke dafür und dass Du eine wundervolle Freundin bist!

VIEW FULL THESIS:

https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000143696/148566983

THE SMART: PROVIDING SERVICE TO THE ELECTRIC NETWORK AND ADDRESSING THE RELIABILITY CHALLENGES THROUGH POWER ROUTING by Dr Marco Liserre de la Univ de KIEL

 

Conferencia con el Dr Marco Liserre de la Univ de KIEL THE SMART: PROVIDING SERVICE TO THE ELECTRIC NETWORK AND ADDRESSING THE RELIABILITY CHALLENGES THROUGH POWER ROUTING POR EL ANIVERSARIO DEL PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA DEL INSTITUTO CELAYA MEJICO CON LA APRESENTACION DEL PROF. VAZQUEZ NAVA.

ORIGINAL SOURCE: https://ne-np.facebook.com/ing.electro.itc/videos/conferencia-con-el-dr-marco-liserre/937797433441606/