Comparación del rendimiento de los controladores MPPT en un sistema fotovoltaico conectado a la red: enfoques de LCOE...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Eléctrica
• Sistemas de Energía Renovable
• Inteligencia Artificial en Energía

Sus antecedentes:

• La demanda mundial de energía impulsa una mayor adopción de energías renovables, con los sistemas fotovoltaicos (PV) como protagonistas.
• La eficiencia del sistema fotovoltaico se ve afectada por los métodos de seguimiento, ya que las técnicas convencionales e inteligentes muestran limitaciones en condiciones variables.
• Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red, en particular los de una sola etapa, enfrentan problemas de calidad de energía y estabilidad del voltaje del enlace de CC con baja irradiancia.

Objetivo del estudio:

• Evaluar y comparar el rendimiento de varias estrategias de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para sistemas fotovoltaicos.
• Proponer y validar un novedoso controlador MPPT híbrido, la Red Neuronal Recurrente de Optimización Adaptativa de Saltamontes (AGORNN).
• Evaluar la efectividad del controlador propuesto en condiciones estándar de prueba (STC) y parámetros ambientales variables (PTC).

Principales métodos:

• Análisis comparativo de estrategias MPPT convencionales (Perturbar y Observar, Conductancia Incremental) y MPPT inteligentes (Lógica Difusa, ANFIS).
• Desarrollo y simulación de un controlador híbrido AGORNN basado en Optimización Adaptativa de Saltamontes y Red Neuronal Recurrente.
• Evaluación del rendimiento utilizando MATLAB/Simulink, evaluando parámetros como la eficiencia de seguimiento, la estabilidad del voltaje del enlace de CC, el tiempo de respuesta y la rentabilidad (LCOE, Período de recuperación).

Principales resultados:

• El controlador AGORNN propuesto demostró un rendimiento superior en comparación con métodos MPPT convencionales y existentes inteligentes.
• Se lograron altas eficiencias de seguimiento y conversión: 99,86 % y 96,55 % en condiciones estándar de prueba (STC) y 96 % y 91,50 % en condiciones de prueba de producción (PTC).
• El controlador AGORNN garantiza un voltaje de enlace de CC estable y tiempos de respuesta más rápidos, abordando las preocupaciones sobre la calidad de la energía en los sistemas fotovoltaicos conectados a la red.

Conclusiones:

• El novedoso controlador MPPT híbrido AGORNN representa un avance significativo para los sistemas fotovoltaicos conectados a la red de alta eficiencia.
• El controlador proporciona una solución robusta y eficiente para maximizar la producción de energía en diversas condiciones ambientales.
• La viabilidad económica está respaldada por estimaciones favorables del Costo Nivelado de Energía (LCOE) y el Período de Recuperación en comparación con otros métodos.