Evaluación del rendimiento de una nueva topología de carga de vehículos eléctricos para sistemas fotovoltaicos autónomos con controlador de carga

Resumen

Este estudio explora la novedosa topología de carga de baterías para sistemas solares fotovoltaicos autónomos que incorporan un controlador de carga. La investigación utiliza MATLAB/Simulink para el modelado y la simulación. En los sistemas fotovoltaicos autónomos, la conexión directa de las baterías a los módulos fotovoltaicos puede provocar sobrecargas o sobredescargas perjudiciales que, en última instancia, reducen la vida útil de las baterías. Para mitigar este problema, se utilizan controladores de carga. Estos dispositivos inteligentes regulan la tensión y la corriente de salida de los paneles solares, garantizando un funcionamiento seguro y eficiente de la batería al evitar tanto la sobrecarga como la sobredescarga.

El análisis se centra en una topología de convertidor de inductor primario de un solo extremo alimentado por energía fotovoltaica junto con una versión modificada. Estas topologías integran los algoritmos Perturb and Observe (P&O) y Incremental Conductance MPPT para una extracción óptima de la potencia. El controlador de carga de la batería emplea una estrategia de tres etapas, es decir, corriente constante, absorción de tensión constante y carga flotante para gestionar eficazmente el proceso de carga de la batería. La evaluación del rendimiento tiene en cuenta la eficiencia de seguimiento del MPPT (que alcanza hasta el 98% en condiciones de prueba estándar), la eficacia de carga de la batería y la eficiencia global del controlador de carga. El estudio pretende validar estos resultados comparándolos con un controlador MPPT disponible en el mercado. La investigación concluye que la topología SEPIC modificada con el controlador de carga implementado demuestra una idoneidad superior para aplicaciones de carga de VE en comparación con la topología SEPIC estándar.