MPPT. ¿Qué es un Maximum power point tracker?
El seguidor de punto máximo de potencia o MPPT por sus siglas en inglés es una herramienta muy útil en los sistemas fotovoltaicos debido a la eficiencia que aporta al sistema.
Una de las razones para realizar una instalación de sistemas FV (fotovoltaicos) es la de poder reducir los costos de la energía eléctrica que es consumida por el usuario, si bien la implementación de estos sistemas requiere un fuerte capital inicial, con el paso de los años este costo puede ser menor al consumo de energía eléctrica suministrada por la red eléctrica (este factor se ve altamente influecienciado por las tarifas de la red eléctrica).
Una de las maneras de reducir los costos de la energía es que el sistema FV instalado pueda proporcionar la mayor cantidad de energía eléctrica posible. Esto se logra modificando su operación de rendimiento. Precisamente esta tarea la realiza el MPPT.
Punto de máxima potencia
Existe una relación entre el voltaje del panel FV con la corriente que genera, que se da a conocer por el fabricante como curva I-V [3]. En los extremos se presenta una baja corriente o voltaje, indicando que si el panel trabajara en esa región generaría muy poca potencia. Por el contrario, también se tiene un punto donde el voltaje y corriente generan la mayor potencia posible. En ese lugar se encuentra el punto de máxima potencia.
Funcionamiento del MPPT
El MPPT es un dispositivo usado para rastrear la potencia máxima disponible por parte del sistema FV dadas las condiciones cambiantes de la sombra y temperatura [1], teniendo como prioridad el cuidado y protección de la batería. Esto utilizando técnicas para controlar los convertidores electrónicos de potencia para asegurarse que extraiga la mayor potencia disponible [2].
El tipo de MPPT más común es el seguidor eléctrico, algunas de las técnicas más tradicionales para llevar a cabo esta tarea sin presencia de sombras son “perturb and observe ” (perturbar y observar), “hill climbing” (escalar colina), y “incremental conductance” (conductancia incremental) y son ideales para sistemas FV que no presentan sombras [2], aunque debido a la limitante de la sombra, los sistemas actuales cuentan con optimizadores que incluyen inteligencia artificial, “soft computing” (computación blanda) y técnicas metaheurísticas.
Además del seguidor eléctrico también se tiene un seguidor mecánico. Este tiene la función de moverse con respecto a la trayectoria del sol para que pueda obtener la máxima irradiancia solar. Presenta muchas ventajas como ser muy costoso y complejo, por lo que no es eficiente [2].
MPPT en sistemas FV
Los dispositivos MPPT se encuentran en el componente inversor de los sistemas FV y es uno de los aspectos que se tiene que considerar en la elección del inversor requerido para el diseño de los sistemas.
Un inversor puede tener más de un MPPT, por lo que puede tener distintas cadenas que se pueden ver optimizadas por estos MPPTs. En la hoja de datos del fabricante de cada inversor, vienen especificados el número de MPPTs que incluye, lo que impacta positivamente en la eficiencia del inversor. No obstante, esto también aumenta su complejidad y costo por lo que siempre es necesario considerar todas las variables para poder tener una implementación eficiente en términos de producción y de coste.
Referencias
[1]. Maual de diseño e instalación fotovoltaica
[2]. Técnicas modernas de seguimiento del punto de máxima potencia para sistemas de energía fotovoltaica
[3]. Datasheet LG. NeONR
