Técnicas de “Maximum Power Point Tracking”, Resumen Final

Como se ha ido viendo durante esta serie de artículos, existen muchas maneras de implementar el MPPT y existen también variaciones para cada una de ellas. En este artículo se ofrece un resumen de las características de cada una que puede ayudar a elegir la técnica más apropiada para cada caso y dos tablas que recogen dicha información para las distintas técnicas.

En primer lugar, la facilidad de implementación y de mantenimiento es un factor importante a la hora de elegir que depende en gran medida del usuario final. Algunos pueden estar más familiarizados con la circuitería analóigca, mientras que otros pueden preferir implementaciones digitales aunque requieran programación o el uso de software especial. El estudio previo de las características de la planta y la sintonización periódica requieren tiempo y esfuerzo, por lo que son características indeseables en muchas ocasiones, aunque se podrían admitir en pro de otra serie de ventajas.

El número y el tipo de sensores necesarios influye mucho en el precio final de la instalación, especialmente si se trata de plantas divididas en sectores con controladores de MPPT en cada uno de ellos. Por otra parte los sensores de tensión son, a menudo, más baratos y fiables que los de intensidad. Los sensores de irradiancia por su parte son poco comunes y más difíciles de encontrar.

Técnica Estudio de planta Verdadero MPPT Analógico / Digital Sintoniz. periódica
Hill-climbing/P&O No Ambos No
IncCond No Digital No
Fractional VOC No Ambos
Fractional ISC No Ambos
Fuzzy Logic Control Digital
Neural Network Digital
RCC No Analógico No
Current Sweep Digital
DC Link Capacitor Droop Control No No Ambos No
Load I or V Maximization No No Analógico No
dP/dV or dP/dI Feedback Control No Digital No
Array Reconfiguration No Digital
Linear Current Control No Digital
IMPP & VMPP Computation Digital
State-based MPPT Ambos
OCC MPPT No Ambos
BFV No Ambos
LRCM No Digital No
Slide Control No Digital No

Los máximos locales son un problema que afecta principalmente a las plantas grandes que se ven fácilmente afectadas por sombras parciales y que les puede hacer perder mucho rendimiento. En estos casos, las técnicas capaces de evitarlos (como por ejemplo la técnica “Current Sweep”) pueden merece la pena. No así en las plantas pequeñas, en las que la perdida de potencia causada por los momentos de barrido puede ser mayor que la que la diferencia entre el máximo local y el absoluto.

Finalmente, la aplicación en la que se vaya a utilizar tendrá una serie de requisitos y restricciones que serán decisivos a la hora de elegir. Por ejemplo, en aplicaciones espaciales es más importante la eficacia y la fiabilidad que el presupuesto o la complejidad de implementación por lo se prefieren técnicas que sigan el MPPT de forma constante y con una alta velocidad de convergencia y que no requieran sintonización periódica. Por ejemplo “Hill Climbing”, “P&O”, “IncCond” o “RCC”.

En el caso de automóviles, normalmente se busca la carga de baterías, por lo que la técnica “Load Current maximization” puede ser una buena opción. La movilidad del sistema también exige una alta velocidad de convergencia, por lo que son buenas opciones el “RCC” y el control por lógica difusa o redes neuronales.

Técnica Velocidad de convergencia Complejidad de implementac. Parámetros medidos
Hill-climbing/P&O Variable Baja Tensión, Intensidad
IncCond Variable Media Tensión, Intensidad
Fractional VOC Media Baja Tensión
Fractional ISC Media Media Intensidad
Fuzzy Logic Control Rápida Alta Variables
Neural Network Rápida Alta Variables
RCC Rápida Baja Tensión, Intensidad
Current Sweep Lenta Alta Tensión, Intensidad
DC Link Capacitor Droop Control Media Baja Tensión
Load I or V Maximization Rápida Baja Tensión, Intensidad
dP/dV or dP/dI Feedback Control Rápida Media Tensión, Intensidad
Array Reconfiguration Lenta Alta Tensión, Intensidad
Linear Current Control Rápida Media Irradiancia
IMPP & VMPP Computation N/A Media Irradiancia, Temperatura
State-based MPPT Rápida Alta Tensión, Intensidad
OCC MPPT Rápida Media Intensidad
BFV N/A Baja Ninguno
LRCM N/A Alta Tensión, Intensidad
Slide Control Rápida Media Tensión, Intensidad

Las células destinadas a cargar baterías para alumbrado urbano no tienen grandes restricciones. Para este caso se buscará sencillamente la opción más barata por lo que podrían ser apropiados el “fractional VOC” o el “fractional ICC“.

Para otro tipo de plantas de potencia convendría hacer un estudio de costes de instalación y mantenimiento para saber hasta qué punto es rentable la exactitud en el seguimiento del MPPT. Para pequeñas plantas de baja potencia como una instalación doméstica podría compensar el método estadístico de “Tensión de mejor ajuste” (BFV). Mientras que para plantas grandes probablemente compense invertir más en un sistema más preciso.

Conclusión

Hasta aquí llega la serie de artículos sobre técnicas de MPPT. Creemos que estas explicaciones ofrecen una visión general suficiente como para comprender el problema del seguimiento del MPP y conocer las ventajas e inconvenientes de las distintas implementaciones que existen. Confiamos en estar contribuyendo a la divulgación de un contenido útil ya a día de hoy y, especialmente, cuando el desarrollo de los paneles de nanotubos de titanio proporcione un nuevo auge de la energía fotovoltáica.

Personalmente quiero agradecer aquí su ayuda al Ing. Agustín García Sáez por iniciarme en este tema y al Ing. Luís Valverde Isorna por su ayuda con la búsqueda de documentación.

Javier Barro

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3 comentarios en “Técnicas de “Maximum Power Point Tracking”, Resumen Final”

  1. Elvic Says:

    Saludos..

    Excelente tu recopilación de información sobre el MPPT muy precisa y muy agradable de leer.

    suerte y sigue comentando al respecto….

    • Javier Barro Says:

      Gracias, Elvic. Me alegro de que te guste. Tengo preparada una reseña a un blog interesante sobre electrónica. Si te gusta la electrónica te gustará. Volveré sobre el tema de MPPT más adelante, cuando termine con la identificación de parámetros. (O quizás algo antes si termino la simulación que quería publicar).


  2. […] García Sáez; un Ingeniero Industrial de la especialidad de electrónica al que ya habíamos mencionado en Polo Estable agradeciéndole su ayuda en la elaboración del monográfico sobre MPPT. Agustín, además de haber […]


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