Tipos de MPPT 1. Ciclo de trabajo fijo: Método más simple. Se ajusta la impedancia de la carga solo una vez para obtener el MPP. Basado en datos empíricos. 2. Voltaje constante: Se fija el voltaje en un valor entre el 70% y 80% del voltaje de circuito abierto VOC del panel PV. Esto se basa en resultado empíricos de que el VMPP se encuentra en este rango para condiciones atmosféricas estándar. Otro valores deben considerarse si la temperatura no es la estándar (20° C). Una de las ventajas es que solo necesita un sensor de voltaje. 3. Perturbar y observar: Consiste en incrementar o disminuir el voltaje de salida y comparar la potencia obtenida con la potencia antes del cambio. Si al incrementar (o disminuir) el voltaje se obtiene un aumento de potencia, entonces se sigue aumentando (o disminuyendo) y comparando con el voltaje del ciclo anterior. En caso contrario se realiza un cambio de voltaje en el sentido contrario, es decir, se disminuye (o aumenta) el voltaje y se vuelve a comparar y repetir el ciclo. Debido a que en cada ciclo se cambia el voltaje de salida, incluso si se alcanzó el MPP, se produce una pérdida de potencia por la oscilación en estado estacionario. Este método no es útil si se presentan cambios atmosféricos muy rápidos. Existe una variante que compara la potencia actual con los últimos dos valores para evitar distorsiones por cambios bruscos. En general se necesitan dos sensores (voltaje y corriente), pero se puede estimar la corriente a partir de la medición de voltaje. Su implementación puede ser análoga o digital, aunque es recomendable la utilización de un DSP o microcomputador. 4. Perturbar y observar modificado: Igual que el método anterior, pero con cambios de voltaje dependiendo de que tan lejos del MPP se encuentre. 5. Hill Climbing: Cosiste en una perturbación del ciclo de trabajo del convertidor, se diferencia de Perturbar y observar en que este último introduce una perturbación en el voltaje de operación. 6. Conductancia incremental: Este método se basa en la característica de los paneles PV en que la pendiente de la curva de potencia es nula (dP/dV = 0) en el MPP, a la izquierda es positiva (dP/dV > 0) y a la derecha es negativa (dP/dV < 0). Se compara entonces la conductancia i cre e tal ΔI/ΔV con la conductancia instantánea I/V, es decir ΔI/ΔV=-I/V, ΔI/ΔV<-I/V, ΔI/ΔV>-I/V. Una vez alcanzado el MPP el punto de operación se mantiene hasta que se detecta un cambio e ΔI. Normalmente es implementado mediante un DSP o microcontrolador. Se basa en el mismo principio que el método Pertubar y observar. 7. Conductancia incremental modificada: Igual que el método anterior, pero con cambios de voltaje dependiendo de que tan lejos del MPP se encuentre. 8. Voltaje de circuito abierto fraccional: Se basa en la relación lineal que exite entre VMPP y VOC, es decir, VMPP=k1VOC donde k1 es una constante de proporcionalidad en el rango 0.71 y 0.78 (resultados empíricos). Una vez determinado k1 (mediante mediciones) se puede calcular VMPP con el valor de VOC, el cual se puede medir periódicamente desconectando 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. momentáneamente la carga del panel PV (lo cual significa una cierta pérdida de potencia). En una referencia se afirma que el valor de k1 es 0.75. Si bien no es estrictamente un método de MPPT es muy fácil de implementar y no requiere necesariamente control con DSP o microcontrolador. Pierde utilidad bajo condiciones de sombra parcial. Corriente de corto circuito fraccional: Al igual que el método anterior se basa en la proporcionalidad entre IMPP=k2ISC donde k2 es una constante entre 0.78 y 0.92. La operación es análoga al método anterior, pero para medir ISC durante la operación es problemático, y se debe agregar un switch adicional (en el caso de usar convertidor Boost se puede usar el mismo switch del convertidor para cortocircuitar el panel PV. Control de lógica difusa: Fuzzy logic control generally consists of three stages: fuzzification, rule base table lookup, and defuzzification. During fuzzification, numerical input variables are converted into linguistic variables based on a membership function. Las entradas utilizadas normalmente son el error E y la variación de este ΔE. Luego de convertir las entradas a variables lingüísticas se obtiene la salida (que típicamente es el cambio en el ciclo de trabajo del convertidor) a partir de la tabla (rule base table). Su efectividad depende mucho del conocimiento que se tenga para elegir la mejor forma de calcular el error y determinar la tabla (rule base table). Implementado generalmente con microcontroladores. Red neuronal: Su principal característica es que para determinar de forma precisa el MPP necesita encontrar sus parámetros ocultos por medio de un proceso de entrenamiento. Muchas veces se necesitan entrenamientos de meses o años. Ripple correlation control (RCC): Este método hace uso del ripple generado por el switch del convertidor. Se correlaciona la derivada temporal de la potencia con la derivada temporal de la corriente o del voltaje para llevar el gradiente a cero y así obtener el MPP. Para su implementación se pueden usar circuitos análogos simples y de bajo costo. DC-Link capacitor droop control: Este método de MPPT está diseñado específicamente para funcionar con sistemas que estén conectados en paralelo a una línea AC. Si Vlink (voltaje del DC-link) se mantiene constante, entonces al aumentar la corriente por el inversor aumenta la potencia que sale del convertidor boost y por ende la potencia entregada por el panel PV. El voltaje Vlink puede mantenerse constante siempre que la potencia consumida no sea mayor que la potencia que puede entregar el panel PV, en caso contrario Vlink empieza a decaer. Justo antes de que el voltaje Vlink empieza a decaer la corriente por el inversor es máxima y la potencia entrega por el panel PV también es máxima, por lo cual se estaría operando en el MPP. Este sistema puede ser implementado con Op. Amps. y unidades lógicas. Load Current or Load Voltage Maximization: Esta técnica consiste en utilizar la corriente o el voltaje (dependiendo del tipo de carga) de salida del convertidor como variable de control para maximizar la potencia extraída al panel PV. dP/dV or dP/dI Feedback Control: Gracias a los microcontroladores y DSPs se puede calcular la pendiente de la curva de potencia y retroalimentarla llevarla a cero, y así alcanzar el MPP. Se puede usar una razón de cambio dinámica para mejorar el transiente. Cuadro resumen: