Dwukierunkowy przekształtnik do magazynowania energii w systemie fotowoltaicznym

• Autorzy: Harasimczuk M.

Warianty tytułu

EN

DC/DC converter for photovoltaic supercapacitor storage system

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (18-19.04.2016 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Magazynowanie energii pochodzącej z paneli fotowoltaicznych wymaga wykorzystania przekształtnika dwukierunkowego, charakteryzującego się odpowiednio wysokim współczynnikiem wzmocnienia napięciowego. Energia ta jest magazynowana w źródłach napięcia niskiego (akumulatory, superkondensatory). Zadaniem przekształtnika jest wzmocnienie napięcia magazynu energii w trakcie jego rozładowywania do napięcia wysokiego wynoszącego ok. 350–400 V, bądź obniżanie tego napięcia w trakcie jego rozładowywania. W artykule został zaprezentowany dwukierunkowy izolowany przekształtnik podwyższająco - obniżający napięcie. Przekształtnik składa się z mostka podwyższająco - obniżającego po stronie napięcia niskiego oraz zwykłego mostka po stronie napięcia wysokiego. Wysoki współczynnik wzmocnienia uzyskano dzięki wykorzystaniu przekładni transformatora. Wykorzystanie mostka podwyższająco – obniżającego zapewnia stabilną pracę przekształtnika przy zmiennym napięciu magazynu energii. Umożliwia to jego wykorzystanie do obsługi superkondensatorów, w których napięcie jest uzależnione od stopnia ich naładowania. W artykule omówiono zasadę sterowania przekształtnikiem, przedstawiono oraz omówiono wyniki badań symulacyjnych w środowisku PSpice. W badaniach zostały użyte modele tranzystorów z węglika krzemu.

EN

Storage energy from the photovoltaic panels required bidirectional converter with high voltage gain. The converter step up voltage during discharge storage elements and step down during charge. In this paper bidirectional boost half bridge converter has been described. Proposed converter is operated in continues condition mode (CCM). Achieved high efficiency in constant output voltage with changing input voltage. This is necessary to use supercapacitors in storage systems because the voltage at its clamps depends on the state of charge of the supercapacitor. In article describes a bidirectional power flow control. Simulation results has been presented in PSpice. During discharge mode maximum efficiency is aproximally 96% during charging is aproximally 93% has been achieved. In simulation has been used SiC transistors models.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik dwukierunkowy; superkondensator; panel fotowoltaiczny; magazynowanie energii

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: No. 87
• Strony: 71--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Harasimczuk M.

• Politechnika Białostocka

Bibliografia

• [1] Cabrane Z., Ouassaid M., Maaroufi M., Integration of supercapacitor in photovoltaic energy storage: Modelling and control, International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 2014, pp. 185-190.
• [2] Citro C., Luna A., Rocabert J., Munoz-Aguilar R.S., Candela I., Rodriguez P., Overview of power processing structures for embedding Energy Storage in PV power converters, 37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, 2011, pp. 2492-2498.
• [3] Glavin M.E., Chan P.K.W., Armstrong S., Hurley W.G., A stand-alone photovoltaic supercapacitor battery hybrid energy storage system,, 13th. Power Electronics and Motion Control Conference, 2008, pp. 1688-1695.
• [4] Tao H., Duarte J.L., Hendrix M.A.M., „Novel Zero-Voltage Switching Control Methods for a Multiple-Input Converter Interfacing a Fuel Cell and Supercapacitor” IEEE Industrial Electronics, IECON 2006 - 32nd Annual Conference, 2006, pp. 2341-2346.
• [5] Tao H., Kotsopoulo A., Duarte J.L., Hendrix M.A.M., „Multi-input bidirectional DC-DC converter combining DC-link and magnetic-coupling for fuel cell systems”, Industry Applications Conference, 2005. Fourtieth IAS Annual Meeting. tom: 3, 2005, pp. 2021-2028.
• [6] REN21, "Renewables 2013: Global Status Report (GSR)," http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2015/07/REN12-GSR2015_Onlinebook_low1.pdf (29.02.2016).
• [7] www.st.com (29.02.2016).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.