Nueva topología de inversor de media tensión con conexión en cascada y funcionamiento secuencial para grandes plantas fotovoltaicas: operación, control, dimensionado óptimo y validación experimental

Abstract

El contexto energético actual se caracteriza por un fuerte crecimiento de las energías renovables, motivado por el notable descenso de coste que han experimentado en los últimos años, especialmente en el caso de la energía solar fotovoltaica. Las plantas fotovoltaicas de gran tamaño son las que presentan un menor coste, utilizándose tradicionalmente en ellas la configuración de inversor central. Sin embargo, esta configuración, por sus propias características, tiene un potencial limitado en cuanto a futuras reducciones de costes. En esta tesis, se propone una nueva topología de conversión con la configuración de inversor en cascada que, entre otras ventajas, permite la reducción del cableado de la planta fotovoltaica. Además, gracias a su funcionamiento secuencial, reduce el número de etapas de conversión en comparación con las soluciones investigadas hasta la fecha. Asimismo, su modulación hace que se realicen conmutaciones sin pérdidas en todas sus etapas de conversión. Las principales líneas de investigación que se abordan en esta tesis son: - Análisis de la configuración de inversor central en una gran planta fotovoltaica; - Estudio de las ventajas de la configuración de inversor en cascada y realización de un estado del arte de esta configuración; - Propuesta de la nueva topología de conversión; - Análisis del funcionamiento y desarrollo del control de la topología propuesta; - Validación experimental de la topología propuesta; - Estudio de la estabilidad de un sistema de control: formulación de un nuevo criterio de estabilidad y aplicación al diseño de los lazos de control de la topología propuesta; - Dimensionado óptimo de un sistema fotovoltaico con la topología propuesta y evaluación de su competitividad.