Científicos desarrollan innovadora técnica para reducir pérdidas en inversores fotovoltaicos trifásicos

Científicos de la Universidad Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos han desarrollado una innovadora técnica de modulación por ancho de pulso de vector espacial (SVPWM) para controlar los interruptores y reducir las pérdidas por conmutación en inversores fotovoltaicos trifásicos.

La técnica propuesta tiene como objetivo disminuir el voltaje de modo común (CMV), generado por la operación de conmutación de los inversores PWM, que a menudo provoca fallos en los rodamientos y ruidos de interferencia electromagnética (EMI). En algunos casos, puede llevar a corriente de fuga a tierra, fallo de aislamiento y fallo de rodamiento del motor.

Según el estudio «Un método de control energéticamente eficiente de un sistema fotovoltaico utilizando un nuevo inversor trifásico con un voltaje de modo común reducido», publicado en Heliyon, el nuevo método SVPWM reduce efectivamente las pérdidas del inversor, minimiza el derivado del voltaje con respecto al tiempo (dv/dt) del CMV, disminuye el valor máximo pico del CMV y simplifica el cálculo del ciclo de trabajo.

Este nuevo enfoque está diseñado para ser utilizado en inversores con una pata de 3 niveles, dos patas de 2 niveles y 12 posibles estados de conmutación. Los científicos explicaron que estos vectores de voltaje adicionales ayudan a reducir el valor máximo pico del CMV, así como el dv/dt.

El rendimiento del nuevo método se probó a través de una serie de simulaciones y se comparó con otras técnicas convencionales de modulación por ancho de pulso (PWM). Los resultados mostraron que el valor máximo del CMV logrado por la nueva técnica fue hasta un 33,33% más bajo que el valor alcanzado por los métodos PWM convencionales. Además, se descubrió que el nuevo enfoque logra un 12,92% menos de pérdidas totales, una eficiencia 0,65% mayor y requiere cálculos matemáticos menos complejos y numerosos para calcular los ciclos de trabajo e identificar los sectores en comparación con los enfoques PWM existentes.

Los investigadores concluyeron que la nueva técnica es capaz de obtener un voltaje equilibrado de enlace DC y una mayor eficiencia a un índice de modulación más alto en comparación con las metodologías PWM tradicionales. «En resumen, el PWM propuesto ofrece una mayor eficiencia, menor CMV, corriente de fuga y distorsión armónica total (THD) de la corriente de fase en comparación con los otros PWMs», agregaron. «El nuevo SVPWM ofrece el mejor THD de las corrientes de fase, que es un 32,8% más bajo que el THD de la corriente de fase en otros PWMs».

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/07/01/new-pulse-width-modulation-tech-to-reduce-switching-losses-in-three-phase-inverter/