Modelo Matemático de Arreglos Fotovoltaicos en Puente-Vinculado Operando bajo Condiciones Irregulares

Abstract

Este artículo presenta un procedimiento matemático para modelar un arreglo fotovoltaico (N filas y M columnas) en configuración puente-vinculado operando en condiciones regulares o irregulares. Dicho procedimiento usa el modelo ideal de un diodo para representar cada modulo fotovoltaico y la ecuación de Shockley para representar cada diodo de desviación. Para plantear el sistema de NxM ecuaciones no lineales requerido para obtener los voltajes de cada modulo, el modelo propuesto aplica la ley de corrientes de Kirchhoff a cada nodo interno del arreglo y la ley de voltajes de Kirchhoff a: cada lazo creado en la parte superior de una conexión entre dos columnas consecutivas y a cada columna con respecto al voltaje del arreglo. Además, el modelo provee un procedimiento para obtener la matriz Jacobiana para reducir el tiempo de solución del sistema de ecuaciones. El modelo circuital de dos arreglos (pequeño: 3x3 y mediano: 20x3) fue implementado en Simulink para validar el modelo. La exactitud y mejora en la velocidad de cálculo del modelo propuesto permite su uso para realizar evaluaciones energéticas de arreglos en puente vinculado o su comparación con otras configuraciones típicas, lo cual puede ser útil en el diseño de plantas fotovoltaica.