Inversor multinivel de 49 niveles desarrollado en Irak revoluciona la eficiencia de sistemas solares fotovoltaicos

Investigadores iraquíes desarrollan inversor multinivel de 49 niveles para mejorar eficiencia en sistemas fotovoltaicos

Un equipo de investigadores de la Universidad de Nawroz, en Irak, ha desarrollado un innovador inversor multinivel asimétrico de 49 niveles que promete mejorar significativamente la calidad de la energía generada por sistemas fotovoltaicos (PV, por sus siglas en inglés) y otras fuentes de corriente continua. Este avance tecnológico busca reducir la distorsión armónica total (THD, por sus siglas en inglés) y optimizar la eficiencia en aplicaciones tanto de media como de alta tensión.

El diseño se basa en una topología de inversor en cascada que, a diferencia de configuraciones tradicionales, logra generar una salida de voltaje senoidal de alta calidad utilizando un número reducido de interruptores. Esto no solo simplifica el circuito, sino que también disminuye las pérdidas por conmutación, un aspecto crucial en aplicaciones de alto voltaje.

Para controlar el funcionamiento de los interruptores, los investigadores emplearon una técnica de modulación por ancho de pulso denominada PDLSPWM (Phase Disposition Level-Shifted Pulse Width Modulation). Esta estrategia permite un control más preciso del equilibrio de voltaje entre los niveles del inversor, mejorando la calidad de la onda de salida y reduciendo la distorsión armónica tanto en voltaje como en corriente.

Según explicaron los autores del estudio, publicado en la revista científica Case Studies in Thermal Engineering, el sistema es capaz de generar niveles de voltaje de salida que van desde 3 hasta 49, lo que le otorga una gran versatilidad para adaptarse a diferentes necesidades energéticas.

El equipo evaluó el rendimiento del inversor bajo tres escenarios distintos. En el primero, se utilizaron fuentes de corriente continua con una relación de voltaje por unidad de 1:2:7:14, una configuración ideal para sistemas de energía renovable y motores eléctricos. En este caso, se observó una mejora notable en la calidad de la onda de salida y una reducción significativa de la distorsión armónica a medida que aumentaban los niveles.

En el segundo escenario, se emplearon baterías con niveles de voltaje reales de 40, 80, 280 y 560 voltios. Los resultados confirmaron la efectividad del diseño, mostrando un incremento en la potencia entregada conforme aumentaba el voltaje de entrada.

Finalmente, en el tercer caso, se reemplazaron las fuentes de corriente continua por paneles solares fotovoltaicos. Aunque la distorsión armónica fue ligeramente mayor que en los otros dos escenarios, los investigadores concluyeron que los resultados se mantenían dentro de los márgenes aceptables, lo que demuestra la viabilidad del inversor para aplicaciones en redes inteligentes, sistemas aislados y proyectos de integración de energías renovables.

Emiliano Bellini, periodista especializado en energía solar, destacó que este tipo de avances son fundamentales para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de los sistemas eléctricos modernos. El equipo de Nawroz ya ha anunciado que su próximo paso será probar el inversor bajo diferentes condiciones de carga y con distintos tipos de controladores, con el objetivo de validar su rendimiento en entornos reales.

Este desarrollo representa un paso importante hacia soluciones energéticas más limpias, eficientes y adaptables, especialmente en un contexto global donde la integración de fuentes renovables es cada vez más prioritaria.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/04/14/asymmetrical-49-level-cascaded-inverter-for-pv-applications/