Tesis profesional presentada por Domitilo Martínez Hernández

Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Electrónica. Departamento de Computación, Electrónica, Física e Innovación. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Rubén Alejos Palomares
Secretario y Director: Dr. Pedro Bañuelos Sánchez
Vocal: Dr. José Luis Vázquez González
Suplente: Dr. Salvador Rodríguez Paredes

Cholula, Puebla, México a 11 de mayo de 2006.

Resumen

Hoy en día la obtención de formas alternativas de energía eléctrica es un tema que preocupa al ámbito mundial, ya que la dependencia de los recursos no renovables como los hidrocarburos, el carbón mineral y el uranio para la generación de la misma, cada día resulta más costoso debido al agotamiento de los mismos.

Una alternativa de solución es la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía solar, utilizando paneles solares para la...

Resumen (archivo pdf, 12 kb).

Índice de contenido

Agradecimientos (archivo pdf, 87 kb)

Introducción (archivo pdf, 20 kb)

Capítulo 1. Energía solar y sus propiedades (archivo pdf, 294 kb)

  • 1.1 Introducción
  • 1.2 Carácter ondulatorio de la luz
  • 1.3 La energía solar
  • 1.4 ¿Qué se puede hacer con la energía solar?
  • 1.5 Radiación que llega a la Tierra
  • 1.6 Radiación en algunas regiones de México
  • 1.7 Usos posibles de la energía solar

Capítulo 2. Funcionamiento de las celdas solares (archivo pdf, 422 kb)

  • 2.1 Introducción
  • 2.2 Celdas solares (Celdas Fotovoltaicas)
  • 2.3 Estructura de una celda solar
  • 2.4 Radiación solar
  • 2.5 Orientación
  • 2.6 Ángulo de inclinación
  • 2.7 Potencia pico
  • 2.8 Sistemas de energía
  • 2.9 Baterías

Capítulo 3. Convertidores multinivel (archivo pdf, 143 kb)

  • 3.1 Introducción
  • 3.2 Qué se entiende por convertidor multinivel
  • 3.3 Qué es un convertidor multinivel CD-CA
  • 3.4 Topologías de inversores multinivel
  • 3.5 Características de los convertidores multinivel
  • 3.6 Desventajas de los inversores multinivel
  • 3.7 Convertidor multinivel con diodo anclado al neutro
  • 3.8 Ventajas de la topología diodo anclado(Diode- Clamped)
  • 3.9 Desventajas de la topología diodo anclado (Diode-Clamped)
  • 3.10 Métodos de control de los inversores multinivel
  • 3.11 Modulación PWM senoidal
  • 3.12 Modulación usando técnica control digital

Capítulo 4. Diseño de un convertidor de 3 niveles CD-CA para carga resistiva (archivo pdf, 273 kb)

  • 4.1 Introducción
  • 4.2 Convertidor de 3 niveles CD-CA con diodo anclado al neutro, alimentado con energía solar para energizar carga resistiva
  • 4.3 Cálculo del número de componentes
  • 4.4 Selección de los transistores de potencia IGBT
  • 4.5 Dimensionamiento del convertidor multinivel CD-CA
  • 4.6 Cálculo de la fuente de alimentación VCD Voltaje y corriente en la carga
  • 4.7 Cálculo del filtro
  • 4.8 Cálculo del TDH y DF
  • 4.9 Otra forma de calcular el filtro
  • 4.10 Cálculo de los capacitores del lado de C.D
  • 4.11 Método de control para la conmutación
  • 4.12 Simulación del convertidor de 3 niveles con topología diodo anclado al neutro usando software PSIM
  • 4.13 Circuito convertidor CD-CA usando control digital y carga resistiva

Capítulo 5. Programación en VHDL de un FPGA para el control de los elementos de conmutación (archivo pdf, 95 kb)

  • 5.1 Introducción
  • 5.2 Programa VHDL para generar los pulsos para la conmutación
  • 5.3 Código del programa
  • 5.4 Simulación usando software ACTIVE.VHDL

Capítulo 6. Arreglo de celdas solares y carga de las baterías para obtener la fuente de alimentación de VCD del convertidor (archivo pdf, 107 kb)

  • 6.1 Introducción
  • 6.2 Módulo fotovoltaico
  • 6.3 Arreglos fotovoltaicos
  • 6.4 Sistemas de carga en la batería
  • 6.5 Reguladores para la carga de batería

Capítulo 7. Implementación del prototipo (archivo pdf, 341 kb)

  • 7.1 Introducción
  • 7.2 Etapa de potencia
  • 7.3 Etapa de Control

Capítulo 8. Conclusiones (archivo pdf, 15 kb)

Referencias (archivo pdf, 32 kb)

Anexo A. FPGA (archivo pdf, 155 kb)

Anexo B. Hoja de datos IR4426, IRG4PC50U (archivo pdf, 405 kb)

Martínez Hernández, D. 2006. Control digital para convertidor multinivel alimentado con energía solar. Tesis Maestría. Ciencias con Especialidad en Ingeniería Electrónica. Departamento de Computación, Electrónica, Física e Innovación, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2006.