ES2854927T3 - Dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua, AC-DC, que comprende: un módulo fotovoltaico, un condensador lateral de corriente continua, un circuito de conmutación de potencia de modulación de ancho de pulsos de corriente continua, DC-PWM, y un controlador, en donde el condensador lateral de corriente continua está conectado en paralelo con un terminal de salida del módulo fotovoltaico; un terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está conectado con el terminal de salida del módulo fotovoltaico; caracterizado por que: el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo, el circuito de puente completo comprende cuatro transistores de conmutación controlables S1, S2 S3 y S3, en donde los transistores de conmutación controlables S1 y S3 están conectados en serie, los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectados en serie, y la serie de los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y la serie de los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectados en paralelo con el terminal de salida del módulo fotovoltaico, un punto entre los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y un punto entre los transistores de conmutación controlables S2 y S4 constituyen la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM; el controlador está configurado para emitir una señal de control de conmutación para controlar un estado de conmutación del transistor de conmutación controlable en el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM, para controlar el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM para emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente continua en un caso en que la señal de control de conmutación es una señal de modulación de corriente continua y emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente alterna en un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua
Campo técnico
La presente descripción se refiere al campo de tecnología de generación de energía fotovoltaica y, en particular, a un dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua (AC-DC).
Antecedentes
Un módulo fotovoltaico convencional incluye típicamente células solares, un marco, un vidrio, un tablero y una caja de conexión. Un diodo de derivación se dispone generalmente dentro de la caja de conexión. El diodo de derivación está conectado inversamente a través de un grupo de células solares conectadas en serie. El diodo de derivación se polariza directo en conducción en el caso de que las células solares se sombreen o estén en fallo, protegiendo de este modo las células solares. Para mejorar el módulo convencional, el diodo convencional se sustituye por un Transistor de Efecto de Campo Metal Óxido Semiconductor (MOSFET) por algunos fabricantes para mejorar la eficiencia, y se integran sistemas de adquisición y comunicación de datos por algunos otros fabricantes. El módulo fotovoltaico convencional normalmente es simple de funcionamiento y necesita un convertidor externo para ser conectado con la red eléctrica o para suministrar potencia a una carga. La Figura 1 muestra un ejemplo de un módulo fotovoltaico convencional.
Para la desventaja de los módulos fotovoltaicos convencionales, se desarrollan un módulo fotovoltaico modular de corriente continua y un módulo fotovoltaico modular de corriente alterna.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un módulo fotovoltaico modular de corriente continua.
El módulo fotovoltaico modular de corriente continua incluye un módulo fotovoltaico convencional, un circuito de conmutación de potencia DC/DC y un controlador. El módulo fotovoltaico modular de corriente continua emite potencia de corriente continua y puede realizar el seguimiento de punto de máxima potencia (MPPT). El módulo fotovoltaico modular de corriente continua emite una tensión de corriente continua, que se puede emplear solamente como un bus de corriente continua, o se puede conectar en serie para formar un bus de corriente continua de tensión más alta.
La Figura 3 es un diagrama esquemático de un módulo fotovoltaico modular de corriente alterna.
El módulo fotovoltaico modular de corriente alterna incluye un módulo fotovoltaico convencional, un circuito de conmutación de potencia DC/AC y un controlador. El módulo fotovoltaico modular de corriente alterna emite potencia de corriente alterna y se puede conectar con la red eléctrica directamente o suministrar potencia a una carga de corriente alterna directamente. El documento US 6282111 B1 describe un inversor de DC a AC usado en un sistema fotovoltaico que incluye paneles solares, el inversor incluye un circuito de conmutación de potencia de DC-PWM y un controlador, el controlador comprende un generador de onda sinusoidal de referencia de baja tensión 101. También describe que, si el generador de onda sinusoidal de referencia de baja tensión 101 se sustituye por una referencia de tensión de DC, la misma configuración de circuito puede construir un convertidor de DC a DC.
Entre los tres módulos fotovoltaicos descritos anteriormente, el primer módulo convencional descrito no puede lograr una regulación de potencia. Aunque los otros dos pueden lograr conversión de potencia y lograr MPPT independiente, los módulos solamente pueden emitir o bien una tensión de corriente alterna o bien una tensión de corriente continua. Para una diversidad de aplicaciones fotovoltaicas en el futuro, las técnicas anteriores carecen de flexibilidad y versatilidad.
El documento US2011/267855A1 describe un aparato, dispositivo y sistema para generar una cantidad de potencia de salida en respuesta a una entrada de potencia de corriente continua (DC) que incluye un suministro de potencia configurable, que se puede acoplar eléctricamente a la entrada de potencia de DC. El suministro de potencia configurable es configurable de manera selectiva entre múltiples topologías de circuitos para generar diversas salidas de potencia de DC y/o una salida de alimentación de AC. El sistema también puede incluir uno o más accesorios electrónicos de potencia de DC, tales como convertidores de potencia de DC a DC, y/o uno o más accesorios electrónicos de potencia de AC, tales como convertidores de potencia de DC a AC. Los accesorios electrónicos de potencia son acoplables al suministro de potencia configurable para recibir la salida de potencia DC o AC correspondiente del suministro de potencia configurable.
Compendio
Con el fin de abordar los problemas técnicos anteriores en la técnica convencional, la presente descripción proporciona un dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua (AC-DC) que se puede controlar para emitir cualquiera potencia de corriente alterna y potencia de corriente continua, según la reivindicación independiente 1, que es de alta flexibilidad y versatilidad y se puede adaptar a una diversidad de aplicaciones fotovoltaicas en el futuro.
Una realización de la presente descripción proporciona un dispositivo fotovoltaico de AC-DC, que incluye: un módulo fotovoltaico, un condensador lateral de corriente continua, un circuito de conmutación de potencia de modulación de ancho de pulsos de corriente continua (DC-PWM) y un controlador;
el condensador lateral de corriente continua está conectado en paralelo con un terminal de salida del módulo fotovoltaico;
un terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está conectado con el terminal de salida del módulo fotovoltaico;
el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo, el circuito de puente completo comprende cuatro transistores de conmutación controlables S1, S2 S3 y S3, en donde los transistores de conmutación controlables S1 y S3 están conectados en serie, los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectados en serie, y la serie de los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y la serie de los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectadas en paralelo con el terminal de salida del módulo fotovoltaico, un punto entre los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y un punto entre los transistores de conmutación controlables S2 y S4 constituyen la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM;
el controlador está configurado para emitir una señal de control de conmutación para controlar un estado de conmutación del transistor de conmutación controlable en el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM, para controlar el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM para emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente continua en un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente continua, y emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente alterna en un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna.
Preferiblemente, el terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está conectado directamente con un terminal de salida del módulo fotovoltaico; y el controlador está configurado para monitorizar un estado de módulo fotovoltaico y realizar un seguimiento de punto de máxima potencia. El circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo.
Preferiblemente, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de topología de inversor de tres niveles.
Preferiblemente, en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emita la onda de PWM de corriente continua, el dispositivo fotovoltaico de AC-DC suministra potencia a una carga, donde la carga es un motor de corriente continua o una farola de Diodo Emisor de Luz (LED).
Preferiblemente, un sistema incluye múltiples dispositivos fotovoltaicos de AC-DC, en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emita la onda de PWM de corriente continua; múltiples de dichos dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie para suministrar potencia a un sistema de comunicación de corriente continua de alta tensión.
Preferiblemente, en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emita la onda de PWM de corriente continua;
múltiples de dichos dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie o en serie-paralelo, y luego conectados con un terminal de entrada de un inversor, un terminal de salida del inversor está conectado con la red de corriente alterna.
Preferiblemente, en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de AC-PWM emita una onda de PWM de corriente alterna; y
múltiples de dichos dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie para suministrar potencia a un electrodoméstico, o conectados en serie y luego conectados con una red eléctrica de corriente alterna, o conectados en serie-paralelo y luego conectados una red eléctrica de corriente alterna.
Preferiblemente, el dispositivo de procesamiento de texto incluye, además: un circuito de filtro.
El circuito de filtro está configurado para filtrar un componente armónico de entre la onda de PWM de corriente continua o la onda de PWM de corriente alterna emitida desde el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM. La solución técnica en la presente descripción tiene al menos las siguientes ventajas sobre la técnica convencional. El circuito de conmutación de potencia de DC-PWM se controla para emitir una onda de PWM de corriente continua o una onda de PWM de corriente alterna, mediante la señal de control de conmutación emitida por el controlador. En un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente continua, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente continua, y en un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente alterna. Por lo tanto, el dispositivo fotovoltaico se puede aplicar tanto a ocasiones de suministro de potencia de corriente continua como a ocasiones de suministro de potencia de corriente alterna, mejorando de este modo la versatilidad del dispositivo fotovoltaico.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de ilustrar más claramente las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente descripción o en la tecnología convencional, los dibujos usados en la descripción de las realizaciones o la tecnología convencional se introducen brevemente de aquí en adelante. Evidentemente, los dibujos descritos de aquí en adelante ilustran meramente algunas realizaciones de la presente descripción, y otros dibujos se pueden obtener por los expertos en la técnica en base a estos dibujos sin ningún esfuerzo creativo.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un módulo fotovoltaico convencional;
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema fotovoltaico para suministrar potencia a una carga de corriente continua en la técnica convencional;
La Figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema fotovoltaico para suministrar potencia a una carga de corriente alterna en la técnica convencional;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico de AC-DC según una primera realización de la presente descripción;
La Figura 5a es un diagrama esquemático que muestra que un dispositivo fotovoltaico según la presente descripción emite un nivel de 1;
La Figura 5b es un diagrama esquemático que muestra que un dispositivo fotovoltaico según la presente descripción emite un nivel de 0;
La Figura 5c es un diagrama esquemático que muestra que un dispositivo fotovoltaico según la presente descripción emite un nivel de -1;
La Figura 6a muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua positiva según la presente descripción;
La Figura 6b muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua negativa según la presente descripción;
La Figura 6c muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua positiva según la presente descripción;
La Figura 6d muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad sinusoidal unipolar según la presente descripción;
La Figura 6e muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad sinusoidal bipolar según la presente descripción;
La Figura 7 es un diagrama esquemático de un circuito de conmutación de potencia de DC-PWM implementado por un circuito inversor monofásico de tres niveles según la presente descripción;
La Figura 8a es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico que suministra potencia a un motor de corriente continua según la presente descripción;
La Figura 8b es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico que suministra potencia a una lámpara LED según la presente descripción;
La Figura 8c es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico que suministra potencia a un sistema de comunicación de corriente continua de alta tensión según la presente descripción;
La Figura 8d es un diagrama esquemático que muestra una primera realización en que la potencia de corriente continua emitida por un dispositivo fotovoltaico se funde en una red eléctrica de corriente alterna a través de un inversor según la presente descripción;
La Figura 8e es un diagrama esquemático que muestra una segunda realización en que la potencia de corriente continua emitida por un dispositivo fotovoltaico se funde en una red eléctrica de corriente alterna a través de un inversor según la presente descripción;
La Figura 8f es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico para suministrar potencia a un electrodoméstico según la presente descripción;
La Figura 8g es un diagrama esquemático que muestra una primera realización en que la potencia de corriente alterna emitida por un dispositivo fotovoltaico se funde en una red eléctrica de corriente alterna según la presente descripción; y
La Figura 8h es un diagrama esquemático que muestra una segunda realización en que la potencia de corriente alterna emitida por un dispositivo fotovoltaico se funde en una red eléctrica de corriente alterna según la presente descripción.
Descripción detallada de las realizaciones
Para una mejor comprensión de la presente descripción por los expertos en la técnica, las soluciones técnicas según las realizaciones de la presente descripción se describirán con detalles junto con los dibujos. Está claro que las realizaciones descritas son unas pocas de las realizaciones de la presente descripción, más que todas las realizaciones. Otras realizaciones obtenidas por los expertos en la técnica en base a las realizaciones de la presente descripción sin ningún trabajo creativo, caen dentro del alcance de la presente descripción.
Primera realización
La Figura 4 es un diagrama esquemático de un dispositivo fotovoltaico de AC-DC según una primera realización de la presente descripción.
El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la presente realización incluye: un módulo fotovoltaico 100, un condensador lateral de corriente continua C, un circuito de conmutación de potencia de modulación de ancho de pulsos de corriente continua (DC-PWM) 200 y un controlador 300.
El condensador lateral de corriente continua C está conectado en paralelo con un terminal de salida del módulo fotovoltaico 100.
Un terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM 200 está conectado con el terminal de salida del módulo fotovoltaico.
El circuito de conmutación de potencia de DC-PWM 200 incluye un transistor de conmutación controlable.
El controlador 300 está configurado para emitir una señal de control de conmutación para controlar un estado de conmutación del transistor de conmutación controlable en el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM 200, para controlar el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM 200 para emitir una onda de PWM de corriente continua o una onda de PWM de corriente alterna. En un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente continua, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente continua. En un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente alterna. La onda de PWM de corriente continua incluye un componente de modulación de corriente continua y un componente armónico. La onda de PWM de corriente alterna incluye un componente de modulación de corriente alterna y un componente armónico.
De manera comprensible, un objetivo de la presente descripción es controlar el módulo fotovoltaico para emitir potencia de corriente continua en un caso de una carga que requiera potencia de corriente continua, y emitir potencia de corriente alterna en un caso de una carga que requiera potencia de corriente alterna. En el caso de que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente continua, se emite una onda de pW m de corriente continua, que incluye un componente de modulación de corriente continua y un componente armónico. Solamente queda el componente de corriente continua después del filtrado.
Se debería observar que el módulo fotovoltaico 100 según las realizaciones de la presente descripción puede incluir múltiples paneles fotovoltaicos conectados en serie, o múltiples paneles fotovoltaicos conectados en paralelo, o múltiples paneles fotovoltaicos conectados en serie-paralelo.
De manera comprensible el módulo fotovoltaico 100 emite potencia de corriente continua y el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM 200 puede convertir la potencia de corriente continua en una señal de onda de PWM para salida.
Se debería observar que el controlador 300 no solamente puede emitir la señal de control de conmutación, sino que también puede realizar otros controles, tales como monitorizar un estado del módulo fotovoltaico o un panel fotovoltaico, realizando el seguimiento de punto de máxima potencia (MPPT), y realizar funciones de protección, comunicación y similares.
El controlador 300 se puede implementar en forma de una MCU o un DSP, etc.
En el dispositivo fotovoltaico según esta realización, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM se controla para emitir una onda de PWM de corriente continua o una onda de PWM de corriente alterna, mediante la señal de control de conmutación emitida por el controlador. En un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente continua, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente continua. En un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emite la onda de PWM de corriente alterna. Por lo tanto, el dispositivo fotovoltaico se puede aplicar tanto a ocasiones de suministro de potencia de corriente continua como a ocasiones de suministro de potencia de corriente alterna, mejorando de este modo la versatilidad del dispositivo fotovoltaico.
Segunda realización
Las Figuras 5a a 5c son diagramas esquemáticos de un dispositivo fotovoltaico de AC-DC según una segunda realización de la presente descripción.
La presente realización se describe con un ejemplo en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM se implementa mediante un circuito de puente completo.
Con referencia a las Figuras 5a a 5c, el circuito de puente completo incluye cuatro transistores de conmutación controlables S1 a S4. Controlando los estados de conmutación de los cuatro transistores de conmutación controlables, el circuito de puente completo se controla para emitir diferentes niveles.
Específicamente, se pueden generar niveles de 1, 0 y -1. La Figura 5a muestra que se genera un nivel 1 en un caso en que S1 y S4 estén encendidos mientras que s2 y S3 están apagados en un circuito de puente H completo. La Figura 5b muestra que se genera un nivel 0 en un caso en que S3 y S4 estén encendidos mientras que S1 y S2 están apagados en un circuito de puente H completo. Se debería observar que, en el circuito de puente H completo, el nivel 0 también se genera en un caso en que S3 y S4 estén apagados mientras que S1 y S2 están encendidos, lo que no se ilustra.
La Figura 5c muestra que se genera un nivel -1 en un caso en que S2 y S3 estén encendidos mientras que S1 y S4 están apagados en un circuito de puente H completo.
De manera comprensible, la onda de PWM es una señal de ancho de pulsos que incluye al menos dos de los tres niveles de 1, 0 y -1.
Tomando una frecuencia de modulación de 1 kHz como ejemplo, las Figuras 6a a 6e muestran formas de onda de PWM en las que la onda de modulación incluye niveles de 1, 0 y -1.
La Figura 6a muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua positiva, que incluye dos niveles de 1 y 0.
La Figura 6b muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua negativa, que incluye dos niveles de -1 y 0.
La Figura 6c muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad de corriente continua positiva, que incluye dos niveles de 1 y -1.
La Figura 6d muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad sinusoidal unipolar, que incluye tres niveles de 1, 0 y -1.
La Figura 6e muestra una forma de onda de PWM en un caso en que una señal de control de conmutación es una cantidad sinusoidal unipolar, que incluye dos niveles de 1 y -1.
Se debería observar que la descripción se da con el ejemplo en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo. De manera comprensible, el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM también se puede implementar mediante un circuito derivado del circuito de puente completo. Por ejemplo, una topología derivada multinivel se puede implementar mediante un circuito inversor monofásico de tres niveles como se muestra en la Figura 7.
El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según las realizaciones anteriores es altamente versátil y se puede aplicar tanto a ocasiones de suministro de potencia de corriente continua como a ocasiones de suministro de potencia de corriente alterna. Las aplicaciones del dispositivo fotovoltaico de AC-DC se describen en detalle junto con los dibujos.
La Figura 8a muestra que la carga es un motor de corriente continua M en un caso en que el dispositivo fotovoltaico de AC-DC esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente continua, es decir, el dispositivo suministra potencia a M.
La Figura 8b muestra que la carga es una lámpara LED de corriente continua en un caso en que el dispositivo fotovoltaico de AC-DC esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente continua, es decir, el dispositivo suministra potencia a la lámpara LED.
Se hace referencia a la Figura 8c, en la que hay múltiples de dichos dispositivos fotovoltaicos conectados en serie para suministrar potencia a un sistema de comunicación de corriente continua de alta tensión en el caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente continua.
Se hace referencia a la Figura 8d, en la que hay múltiples de dichos dispositivos fotovoltaicos, y el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está configurado para emitir una onda de PWM de corriente continua.
En este caso, los múltiples dispositivos fotovoltaicos están conectados en serie y luego conectados con un terminal de entrada de DC/AC de un inversor, y un terminal de salida del inversor está conectado con la red eléctrica de corriente alterna.
Se hace referencia a la Figura 8e, en la que múltiples dispositivos fotovoltaicos están conectados en serie-paralelo y luego conectados con el terminal de entrada de DC/AC del inversor, y el terminal de salida del inversor está conectado con la red eléctrica de corriente alterna.
Se debería observar que la diferencia entre la Figura 8d y la Figura 8e radica en que los múltiples dispositivos fotovoltaicos en la Figura 8d están conectados en serie para aumentar la tensión de salida, mientras que los múltiples dispositivos fotovoltaicos en la Figura 8e están conectados en serie-paralelo para aumentar tanto la tensión de salida como la corriente de salida.
Se hace referencia a la Figura 8f, en la que hay múltiples dispositivos fotovoltaicos. En un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente alterna, los múltiples dispositivos fotovoltaicos están conectados en serie para suministrar potencia a un electrodoméstico. Se hace referencia a la Figura 8g, en la que hay múltiples dispositivos fotovoltaicos. En el caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente alterna, los múltiples dispositivos fotovoltaicos están conectados en serie y luego conectados con la red eléctrica de corriente alterna.
Se hace referencia a la Figura 8h, en la que hay múltiples dispositivos fotovoltaicos. En un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM esté configurado para emitir una onda de PWM de corriente alterna, los múltiples dispositivos fotovoltaicos están conectados en serie-paralelo y luego conectados con la red eléctrica de corriente alterna.
El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la realización anterior se puede aplicar en diversas ocasiones. El circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está controlado por el controlador para convertir la potencia de corriente continua en una serie de ondas de PWM. Después de que el circuito de filtros filtra los componentes armónicos de entre las ondas PWM de corriente continua o la onda de PWM de corriente alterna emitida por el dispositivo fotovoltaico de AC-DC, se pueden generar diversas formas de onda de tensión, tales como formas de onda de corriente continua o formas de onda de corriente alterna sinusoidal.
Las anteriores son solamente realizaciones preferidas de la presente descripción y no se pretende que limiten la presente descripción. Diversos cambios, equivalentes y modificaciones de las realizaciones se pueden hacer a la solución técnica por los expertos en la técnica según el método y contenido técnico descritos sin apartarse del alcance de la presente descripción. Por lo tanto, cualquier cambio, equivalente y modificación que se hagan dentro de la presente descripción caerán dentro del alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo fotovoltaico de corriente alterna-corriente continua, AC-DC, que comprende:
un módulo fotovoltaico,
un condensador lateral de corriente continua,
un circuito de conmutación de potencia de modulación de ancho de pulsos de corriente continua, DC-PWM, y un controlador, en donde
el condensador lateral de corriente continua está conectado en paralelo con un terminal de salida del módulo fotovoltaico;
un terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está conectado con el terminal de salida del módulo fotovoltaico;
caracterizado por que:
el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo, el circuito de puente completo comprende cuatro transistores de conmutación controlables S1, S2 S3 y S3, en donde los transistores de conmutación controlables S1 y S3 están conectados en serie, los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectados en serie, y la serie de los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y la serie de los transistores de conmutación controlables S2 y S4 están conectados en paralelo con el terminal de salida del módulo fotovoltaico, un punto entre los transistores de conmutación controlables S1 y S3 y un punto entre los transistores de conmutación controlables S2 y S4 constituyen la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM;
el controlador está configurado para emitir una señal de control de conmutación para controlar un estado de conmutación del transistor de conmutación controlable en el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM, para controlar el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM para emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente continua en un caso en que la señal de control de conmutación es una señal de modulación de corriente continua y emitir desde la salida del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM una onda de PWM de corriente alterna en un caso en que la señal de control de conmutación sea una señal de modulación de corriente alterna.
2. El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la reivindicación 1, en donde el terminal de entrada del circuito de conmutación de potencia de DC-PWM está conectado directamente con un terminal de salida del módulo fotovoltaico; y el controlador está configurado para monitorizar un estado del módulo fotovoltaico y para realizar un seguimiento de punto de máxima potencia.
3. El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la reivindicación 2, en donde el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de puente completo.
4. El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la reivindicación 2, en donde el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM es un circuito de topología de inversor de tres niveles.
5. El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM emita la onda de PWM de corriente continua, el dispositivo fotovoltaico de AC-DC suministra potencia a una carga, en donde la carga es un motor de corriente continua o una farola de Diodo Emisor de Luz, LED.
6. Un sistema que comprende una pluralidad de dispositivos fotovoltaicos de AC-DC según una cualquiera de las reivindicaciones 1a 4, en donde en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWm emita la onda de PWM de corriente continua:
la pluralidad de dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie para suministrar potencia a un sistema de comunicación de corriente continua de alta tensión.
7. Un sistema que comprende una pluralidad de dispositivos fotovoltaicos de AC-DC según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWm emita la onda de PWM de corriente continua: la pluralidad de los dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie o en serie-paralelo, y luego conectados con un terminal de entrada de un inversor, un terminal de salida del inversor está conectado con una red eléctrica de corriente alterna.
8. Un sistema que comprende una pluralidad de dispositivos fotovoltaicos de AC-DC según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde en un caso en que el circuito de conmutación de potencia de DC-PWm emita la onda de PWM de corriente alterna:
la pluralidad de dispositivos fotovoltaicos de AC-DC están conectados en serie para suministrar potencia a un electrodoméstico, o conectados en serie y luego conectados con una red eléctrica de corriente alterna, o conectados en serie-paralelo y luego conectados con una red eléctrica de corriente alterna.
9. El dispositivo fotovoltaico de AC-DC según la reivindicación 1, que comprende, además: un circuito de filtro, configurado para filtrar un componente armónico de entre la onda de PWM de corriente continua o la onda de PWM de corriente alterna emitida desde el circuito de conmutación de potencia de DC-PWM.
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