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	Sí	Ambos	No
IncCond	No	Sí	Digital	No
Fractional VOC	Sí	No	Ambos	Sí
Fractional ISC	Sí	No	Ambos	Sí
Fuzzy Logic Control	Sí	Sí	Digital	Sí
Neural Network	Sí	Sí	Digital	Sí
RCC	No	Sí	Analógico	No
Current Sweep	Sí	Sí	Digital	Sí
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	Sí	Digital	No
Array Reconfiguration	Sí	No	Digital	Sí
Linear Current Control	Sí	No	Digital	Sí
IMPP & VMPP Computation	Sí	Sí	Digital	Sí
State-based MPPT	Sí	Sí	Ambos	Sí
OCC MPPT	Sí	No	Ambos	Sí
BFV	Sí	No	Ambos	Sí
LRCM	Sí	No	Digital	No
Slide Control	No	Sí	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 V_OC» o el «fractional I_CC«.

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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