Resumen

En este trabajo se diseña una nueva topología de inversor multinivel (MLI) con un menor número de componentes y baja distorsión armónica total (THD) para sistemas fotovoltaicos (FV) de alta potencia. Las principales limitaciones de las topologías MLI convencionales son la elevada distorsión armónica total (THD) y el uso de un gran número de componentes de conmutación, debido a lo cual el coste total del inversor es elevado. En los MLI convencionales, la THD puede reducirse significativamente añadiendo un elemento de filtro de gran valor en el lado de entrada; sin embargo, esto se traducirá en un aumento del tamaño y del coste. Por lo tanto, conseguir una CA sinusoidal pura en la salida y mantener un bajo nivel de THD es un problema importante en los MLI convencionales. El MLI propuesto tiene la ventaja de disminuir la THD de salida utilizando una forma modificada de la estructura de puente en H en cascada y la técnica de modulación de anchura de pulso sinusoidal. El inversor propuesto consta de 6 conmutadores unidireccionales y 2 conmutadores bidireccionales, y no requiere condensadores de compensación de tensión ni diodos de cierre adicionales. Los estados individuales de conmutación y la operación SPWM para generar los pulsos de puerta del MLI propuesto se discuten en detalle. Se trazan formas de onda relevantes, se derivan ecuaciones y se lleva a cabo un análisis matemático. El análisis en estado estacionario del MLI propuesto muestra una tensión de salida de 17 niveles utilizando sólo cuatro fuentes de corriente continua. Se obtienen resultados de simulación del MLI propuesto para estructuras monofásicas y trifásicas, y se realiza una comparación con las topologías MLI existentes que muestra que el MLI propuesto tiene una THD significativamente baja y un mejor rendimiento. De los resultados se desprende que el MLI propuesto tiene una THD del 3,52% en comparación con cuatro MLI convencionales cuyas THD son del 6,1%, 6,63%, 7,3% y 9,93%. Además, el MLI propuesto genera 17 niveles de tensión utilizando sólo 08 dispositivos de conmutación, mientras que los MLI convencionales utilizan más de 10 dispositivos de conmutación para la generación de 15 niveles de tensión.

• Materias:Energía solar Termodinámica Energía limpia Biofotónica Efecto fotoeléctrico
• Subjects:Solar energy Thermodynamics Clean energy Biophotonics Photoelectric effect
• Palabras claves:mli, mlis convencional, thd, dispositivos de conmutación, niveles de tensión, alta distorsión armónica total, elemento filtrante de gran valor, baja distorsión armónica total, técnica de modulación de anchura de impulso sinusoidal, topologías mli convencionales
• Keywords:mli, conventional mlis, thd, switching devices, voltage levels, high total harmonic distortion, large value filter element, low total harmonic distortion, sine pulse width modulation technique, conventional mli topologies