ES2532227T3 - Control de sistemas dinámicos mediante medición de tensión de circuito abierto de un generador fotovoltaico - Google Patents

Control de sistemas dinámicos mediante medición de tensión de circuito abierto de un generador fotovoltaico Download PDF

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Abstract

Proceso para controlar, en función de la luz solar, un sistema dinámico (2) que un equipo dinámico (1) comporta y que comporta también al menos un generador fotovoltaico (3), al menos una batería (4) para el almacenamiento de la energía eléctrica suministrada por el generador fotovoltaico (3) y para la alimentación con energía eléctrica de un sistema dinámico (2) así como al menos un dispositivo (5) para controlar este equipo dinámico (1), caracterizado por que: - se aísla eléctricamente el generador fotovoltaico (3) respecto a la batería (4); - se mide la tensión de circuito abierto (Vo) del generador fotovoltaico (3); - a partir de la tensión de circuito abierto (Vo) medida, se determina un valor numérico (Vpv) que corresponde a esta tensión de circuito abierto (Vo) medida y se compara este valor numérico (Vpv) determinado con al menos un valor de umbral de referencia (Vseuil1; Vseuil2); - cuando este valor numérico (Vpv) determinado corresponde a una gama de valores limitada por al menos un tal valor de umbral de referencia (Vseuil1; Vseuil2), se controla el sistema dinámico (2) para conferirle una configuración que corresponde a esta gama de valores.

Description

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bornes del generador fotovoltaico 3 sea inferior a aquella de la batería 4 incrementada por la tensión de umbral del diodo. Así, mientras que la tensión en los bornes del generador fotovoltaico 3 sea inferior a aquella de la batería 4 incrementada por la tensión de umbral del diodo, el generador fotovoltaico 3 se comporta como si estuviera en circuito abierto. Este modo de realización permite ventajosamente evitar la desconexión física del generador fotovoltaico 3.
Tal y como mencionado más arriba, el dispositivo de control 5 comporta un medio 51 para determinar un valor numérico Vpv que corresponde a la tensión de circuito abierto Vo medida.
Este medio 51 para determinar tal valor numérico Vpv comporta al menos un medio 510 para convertir una señal analógica que corresponde a la tensión de circuito abierto Vo medida en una señal digital que corresponde a esta tensión de circuito abierto Vo medida.
De hecho, tal medio para convertir tal señal está constituido en particular por un convertidor analógico-digital, en particular de tipo autónomo de 8 bits (o más).
Además, el medio 51 para determinar un valor numérico Vpv comporta también un divisor de tensión 511 interpuesto entre el generador fotovoltaico 3 y el medio 510 para convertir una señal analógica en una señal digital.
Tal divisor de tensión 511 está diseñado para dividir la tensión de circuito abierto Vo medida del generador fotovoltaico 3, para obtener una tensión Vo' que corresponde a la tensión de circuito abierto Vo del generador fotovoltaico y cuyo valor está comprendido en una gama de valores admisibles para el medio 510 para convertir una señal analógica en una señal digital.
Según un modo de realización particular de la invención, este divisor de tensión 511 está constituido por un puente de resistencia cuya ratio es igual a la tensión de entrada máxima del medio 510 para convertir dividida por la tensión de circuito abierto máxima del generador fotovoltaico 3.
Además, este divisor de tensión 511 está diseñado para que la corriente de polarización del puente de resistencia no exceda unas decenas de microamperios, de modo que la carga que lleva a la salida del generador fotovoltaico 3 pueda ser considerada como insignificante.
Tal y como mencionado más arriba, el dispositivo de control 5 comporta un medio 53 para controlar al menos el medio 50 para aislar eléctricamente, el medio 51 para determinar un valor numérico Vpv y el medio 52 para comparar.
De hecho, este medio 53 para controlar está diseñado para controlar, a intervalos determinados y/o regulares, el medio 50 para aislar eléctricamente, el medio 51 para determinar un valor numérico Vpv y el medio 52 para comparar, o incluso el medio para medir y/o el medio para controlar.
A este propósito, cabe señalar que, en el caso particular de una persiana enrollable, este medio 53 para controlar puede ser diseñado para asegurar tal control a intervalos predeterminados y regulares comprendidos entre 30 segundos y 10 minutos, preferentemente del orden de 1 minuto.
Además, este medio 53 de control puede también ser diseñado para controlar sucesivamente el medio 50 para aislar eléctricamente, el medio 51 para determinar un valor numérico y el medio 52 para comparar.
Según un modo de realización preferido de la invención, tal medio 53 de control está constituido por un secuenciador de medición diseñado para coordinar las operaciones necesarias para controlar el sistema dinámico 2, es decir, aislar el generador fotovoltaico 3, luego activar la conversión analógica-digital, a continuación realizar la comparación y, finalmente, volver a conectar el generador fotovoltaico 3.
Según una característica adicional, el dispositivo de control 5 comporta también al menos un medio 54 para parametrizar al menos un valor de umbral de referencia (Vseuil1; Vseuil2).
Tal medio 54 para parametrizar puede estar constituido o bien por un potenciómetro ajustable o similar, o bien por una memoria que incorpora al menos un valor de umbral de referencia parametrizable (Vseuil1; Vseuil2). Tal memoria es de tipo no volátil y puede ser interna o externa.
Aún otra característica adicional consiste en que este dispositivo comporta un medio para medir la temperatura del dispositivo 5 para controlar el equipo dinámico 1, en particular el sistema dinámico 2. De hecho, tal medio para medir la temperatura es en particular diseñado para medir la temperatura de una tarjeta electrónica que este dispositivo de control 5 comporta.
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La presencia de este medio de selección 8 permite ventajosamente que el dispositivo de control 5 comporte un único medio (510; 571) para convertir una señal analógica en una señal digital al cual es transmitida una señal analógica que corresponde, según el caso, a una tensión de circuito abierto Vo o a una corriente de cortocircuito Icc, bajo el impulso de este medio de selección 8.
Un modo de realización particular consiste en que este medio para seleccionar 8 está constituido por un multiplexor analógico, un selector de canal o similar.
Tal y como mencionado más arriba, el dispositivo de control 5 comporta un medio 59 para controlar al menos dicho medio 56 para aislar eléctricamente, dicho medio 57 para determinar un valor numérico Ipv así como dicho medio 58 para comparar.
Según una característica adicional, este medio 59 para controlar puede también ser diseñado para controlar también el medio 8 para seleccionar, incluso el medio 7 para proteger el medio 56 para aislar eléctricamente el generador fotovoltaico 3.
Tal medio para controlar está preferiblemente constituido por un secuenciador de medición.
Otra característica del dispositivo de control 5 consiste en que comporta un único convertidor analógico-digital (510; 571) que constituye ventajosamente, por un lado, al menos una parte del medio 51 para determinar un valor numérico Vpv que corresponde a una tensión de circuito abierto Vo medido y, por otro lado, al menos una parte del medio 57 para determinar un valor numérico Ipv que corresponde al menos a una medición de corriente de cortocircuito Icc.
Otra característica aún consiste en que este dispositivo de control 5 comporta un único comparador que constituye ventajosamente, por un lado, el medio 52 para comparar, con al menos un valor de umbral de referencia (Vseuil1; Vseuil2), un valor numérico determinado Vpv que corresponde a la tensión de circuito abierto Vo medido y, por otro lado, el medio 58 para comparar, con al menos un valor de umbral de referencia (Iseuil1; Iseuil2), un valor numérico determinado Ipv que corresponde al menos a una medición de corriente de cortocircuito Icc.
Además, el dispositivo de control 5 comporta un único secuenciador de medición que constituye ventajosamente el medio (53; 59) para controlar al menos:
-
los medios (50; 56) para aislar eléctricamente el generador fotovoltaico 3 respecto a la batería 4;
-
el medio 8 para seleccionar o bien al menos una parte del medio 51 para determinar un valor numérico Vpv que corresponde a una tensión de circuito abierto Vo medido, o bien al menos una parte del medio 57 para determinar un valor numérico Ipv que corresponde al menos a una medición de corriente de cortocircuito Icc;
-
el medio 51 para determinar un valor numérico Vpv que corresponde a una tensión de circuito abierto Vo medida;
-
el medio 52 para comparar este valor numérico determinado Vpv con al menos un valor de umbral de referencia (Vseuil1; Vseuil2)
-
el medio 57 para determinar un valor numérico IPV que corresponde al menos a una medición de la corriente de cortocircuito Icc;
-
el medio 58 para comparar este valor numérico determinado Ipv con al menos un valor de umbral de referencia (Iseuil1; Iseuil2).
Además, tal secuenciador de medición constituye también los medios 59 para controlar el medio 7 para proteger el medio 56 para aislar eléctricamente el generador fotovoltaico 3.
Finalmente, el dispositivo de control 5 comporta un microcontrolador 6 que integra al menos el medio 8 para seleccionar el convertidor analógico-digital (510; 571), el comparador (52; 58) así como el secuenciador de medición (53; 59).
Además, el microcontrolador 6 integra también al menos un medio 54 para parametrizar al menos un valor de umbral de referencia (Vseuil1, Vseuil2; Iseuil1, Iseuil2), en particular constituido por una memoria que incorpora al menos un valor de umbral de referencia parametrizable (Vseuil1, Vseuil2; Iseuil1, Iseuil2).
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