Controlador de carga PWM eficiente y de bajo costo para sistemas fotovoltaicos autónomos

Low cost and efficient PWM charge controller for autonomous photovoltaic systems

Contenido principal del artículo

Eduardo Andrés Luna Paipa
Miguel Ángel Laguado Serrano
Sergio Basilio Sepúlveda Mora

Resumen

Los sistemas fotovoltaicos autónomos (SFA) se componen de un panel solar, una batería, una carga eléctrica y un controlador de carga. En particular, el controlador de carga tiene como objetivo proteger la batería de sub-descargas y sobrecargas manteniendo un control constante en la energía entregada por el panel a la batería, así como también de la batería hacia la carga conectada. En este artículo se describe el diseño e implementación de un controlador de carga utilizando modulación por ancho de pulso (PWM), tomando en cuenta un análisis de relación costo-beneficio para conseguir la mayor eficiencia posible a un precio competitivo en el ámbito comercial. Se desarrolló mediante un circuito de potencia utilizando transistores de efectos de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET) de rápida conmutación; los MOSFET se activan a través de una señal PWM transmitida por un micro-controlador PIC, que fue programado para variar el ciclo de trabajo de la señal PWM, dependiendo de las variables que se miden en el SFA, como voltaje del panel y el estado de carga de la batería (SoC). El SoC se determina mediante el método de conteo de Amperios-hora, midiendo las variables eléctricas utilizando divisores de voltaje y un sensor de corriente de efecto Hall, los cuales envían la información al micro-controlador. Se implementó el controlador de carga utilizando componentes de bajo costo y reduciendo la cantidad de sensores comúnmente usados sin afectar el funcionamiento del circuito, además de obtener una eficiencia y un precio que compite con los controladores PWM existentes en el mercado. 


Palabras Clave: Controlador de carga, Efecto Hall, Microcontrolador, Modulación por ancho de pulsos,Sistema Fotovoltaico Autónomo.

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Referencias (VER)

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