Investigadores de la UCA mejoran los sistemas de las plantas fotovoltaicos

Investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) han rediseñado la estructura de control de las plantas fotovoltaicas para reducir costes y tiempos en la producción de electricidad, evitar pérdidas de potencia y simplificar el proceso de obtención de energía.

Estos trabajos del equipo de investigación Tecnologías Eléctricas Sostenibles y Renovables de la Universidad de Cádiz se han financiado parcialmente mediante el proyecto "Nuevas soluciones para la mejora de la eficiencia e integración a red de plantas eléctricas híbridas basadas en energía eólica, solar fotovoltaica y almacenamiento de energía (PHESA)" de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, ha informado hoy este departamento.

La electricidad que se obtiene de los paneles solares no es la misma que llega a los ciudadanos. Para que sea apta para su consumo deben realizarse una serie de transformaciones que se logran con dos convertidores distintos, explica la Consejería sobre el ámbito del proyecto.

Las plantas fotovoltaicos

Primero, la energía que se genera en las placas tiene un voltaje bajo en corriente continua que debe elevarse para que pueda transportarse por la red. Esto se logra con el "DC/DC elevador".

Después debe convertirse de corriente continua a corriente alterna (DC/AC), que es como se puede consumir, mediante el inversor.

La propuesta de los expertos se basa en la mejora del sistema en el que se ha reemplazado el primero de estos convertidores por una red de impedancia llamada inversor de fuente de cuasi impedancia (qZSI).

“Este tipo de inversores permite la conversión DC/AC y el aumento de tensión en una sola etapa. Además, se reducen las pérdidas, los costos, la complejidad en el control y permite un aumento mayor de tensión con respecto al convertidor elevador”, indica a la Fundación Descubre, organismo dependiente de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, el investigador de la Universidad de Cádiz David Carrasco.

Además de anular el elevador, los expertos proponen un cambio en la estructura y gestión de los inversores, conectando varios qZSI en cascada.

"Anteriormente, no se tenía en cuenta el número de inversores conectados en el diseño del sistema y el voltaje no se reajustaba si había algún error, lo que podía provocar una reducción de potencia y riesgos para la seguridad. Con la nueva estructura, la referencia de la tensión se calcula en tiempo real en función del número de inversores que funcionan. Así, cuando alguno de ellos falla, la potencia aumenta, asegurando el buen control del sistema", explica la nota.

La propuesta de los investigadores ya se ha validado para ponerla en marcha en plantas fotovoltaicas, aunque los expertos continúan sus estudios para seguir mejorando el método.

Sus trabajos se han publicado en el artículo "Control of PV power plants with quasi-Z-source cascaded H-bridge multilevel inverters under failure", en la revista "International Journal of Electrical Power & Energy Systems", en el que han presentado el algoritmo y la estructura que han creado para que la electricidad generada llegue a la red, con mejores prestaciones que con otros modelos.