3 de noviembre de 2017

CONVERTIDORES DE POTENCIA PARCIAL

Por DR. SAMIR KOURO
Académico del Departamento de Electrónica - Investigador Titular del Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (AC3E)
Universidad Técnica Federico Santa María

Proyecto busca controlar de manera eficiente los flujos de energía presentes en los sistemas de carga rápida para baterías de vehículos eléctricos.

Desarrollar equipos eficientes para estaciones de carga rápida para vehículos eléctricos a través de convertidores de potencia parcial, son algunos de los objetivos de un proyecto de electromovilidad realizado por un equipo de académicos del Departamento de Electrónica e investigadores del Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (AC3E) de la Universidad Técnica Federico Santa María.

El proyecto, que desde hace unos tres años vienen desarrollando expertos en el área de electrónica, es realizada por profesionales del área de Energías Renovables y Conversión de Potencia, una de las principales líneas de investigación del AC3E, en donde se trabaja en base al desarrollo de convertidores de potencia, como un nicho tecnológico clave para el futuro de los sistemas de conversión de energía renovable y redes inteligentes.

Dentro de este nuevo cambio de paradigma, la industria automotriz ha evolucionado a un sector innovador que se preocupa por la sustentabilidad y las tendencias referidas a generar soluciones con impacto positivo para el medio ambiente y la sociedad. Frente a eso, la exitosa entrada al mercado de los autos eléctricos en Estados Unidos y Europa, ha contribuido a que la electromovilidad sea uno de los focos centrales de investigación del AC3E, particularmente para mejorar la infraestructura eléctrica que permita la carga rápida de estos vehículos.

Estas estaciones de carga, también conocidas como electrolineras, pueden ser de carga lenta, mediana o rápida. Actualmente, los investigadores del Centro se han estado abocando al desarrollo de estaciones de carga rápida, a través de convertidores de potencia parcial, en donde un vehículo eléctrico podría cargarse en hasta un 70%, en un intervalo de tiempo de 10 a 15 minutos, mitigando de alguna forma la “ansiedad de rango” o miedo a quedarse en panne, considerando la autonomía de estos vehículos ante viajes de larga distancia.

Debido a que las baterías de los automóviles eléctricos funcionan con corriente continua, debe hacerse un proceso de conversión de energía, controlando su flujo para que la batería no se dañe y pueda prolongarse su vida útil, otra de las preocupaciones frecuentes de los usuarios a la hora de decidir a cambiarse a un vehículo eléctrico.

Las diferencias entre la carga mediana de la carga rápida, radican en que la carga mediana es del orden de los 20kw de potencia y el de carga rápida comprende unos 50 y hasta 100 kw de potencia (incluso hasta 150 kw). La innovación que se está desarrollando en el Centro, consiste en el desarrollo de circuitos de potencia con una componente tecnológica novedosa en donde no se procesa toda la energía que fluye de la red a la batería, sino que se regula solo una parte de ella a través de una especie de bypass, que permite indirectamente controlar el flujo completo hacia la batería. Por ejemplo, para un flujo de 100 kW, se procesan solo 30kW por el circuito.

Con estos convertidores de potencia parcial, la energía se procesa de forma limitada para controlar el sistema de la manera más eficiente posible. Hasta ahora, se ha logrado controlar el sistema procesando solo entre 20 y 30% de la potencia, obteniendo también sólo el 30% de las pérdidas. Al principio de este proyecto, los expertos comenzaron trabajando con esta tecnología para sistemas de paneles fotovoltaicos y con sistemas de iluminación LED, extendiendo el alcance de estos estudios en los sistemas de carga rápida para vehículos eléctricos.

Para aplicaciones fotovoltaicas, la investigación arrojó impresionantes resultados llegando a niveles de parcialidad en que se trabaja sólo con un 10% de toda la potencia eléctrica y aun así controlar todo el sistema, llegando a contar con un 99,8% de eficiencia.

Cabe destacar que participan de estas investigaciones, el alumno de doctorado, Jaime Zapata, los estudiantes de magíster, Julián Rojas y Daniel Peszantes, y los investigadores Sebastián Rivera y Freddy Flores, todos pertenecientes al AC3E.

 

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Un comentario

María Ilia

Miércoles 8 de noviembre 2017 12:00 pm Responder »

Me encanta ver que se ocupen de problemas concretos y se adelanten a una demanda nacional en el futuro muy cercano. Felicitaciones.

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