Modeling and Control of a PV Microinverter Architecture with Active Power Decoupling and Mismatch Mitigation

Aquesta tesi explora la nova arquitectura d'un microinversor de dues etapes per a aplicacions fotovoltaiques (PV). La novetat rau en la integració de convertidors integrats de submòduls (subMIC) per a la mitigació de desajustaments i un convertidor de memòria intermèdia apilada en sèrie (SSBC) per al desacoblament de potència activa (APD) dins de l'arquitectura del microinversor. L'arquitectura proposada consta d'un convertidor DC-DC amb un transformador d'alta freqüència per augmentar la tensió i seguiment del punt de màxima potència, un bus DC seguit d'un inversor DC-AC per a la integració de la xarxa o la càrrega de CA per injectar l'energia fotovoltaica disponible, així com els subMIC i el SSBC. A més, aquesta tesi presenta una anàlisi exhaustiva, directrius de disseny, modelització i enfocaments de control nous per garantir el funcionament perfecte de l'SSBC dins del microinversor proposat. Els nous enfocaments de control inclouen el control del mode de corrent de freqüència fixa i un enfocament de control sense sensors proposat. Aquests enfocaments simplifiquen i milloren la robustesa de l'operació SSBC. A més d'altres avantatges, l'APD permet l'ús de condensadors de pel·lícula de llarga vida útil al circuit, millorant la fiabilitat i la longevitat del microinversor. Mentrestant, els subMIC mitiguen eficaçment les pèrdues de desajust i els punts calents causats per l'ombra o l'envelliment, millorant així el rendiment dels sistemes fotovoltaics. Finalment, s'ha desenvolupat un prototip per validar experimentalment el microinversor proposat mitjançant un mòdul fotovoltaic comercial de 180 W i 72 cel·les.