PROPUESTA DE CONTROLADOR APLICADO A UN CONVERTIDOR SEPIC CON TÉCNICA DE MPPT PARA GESTIÓN DE ENERGÍA DE NANO SATÉLITE DEL TIPO CUBESAT (PROPOSAL OF CONTROLLER APPLIED TO A SEPIC CONVERTER WITH MPPT TECHNIQUE FOR NANO SATELLITE ENERGY MANAGEMENT OF THE CUBESAT TYPE)

José Pablo García Fernández, Marcos Yair Bote Vázquez, Leobardo Hernández González, Jazmín Ramírez Hernández

Resumen


Resumen
El siguiente trabajo presenta el análisis teórico de los parámetros eléctricos de una celda solar monocristalina para una simulación en ambiente espacial, los cuales servirán de base para dimensionar la propuesta de un convertidor DC/DC del tipo SEPIC (Single Ended Primary Inductance Converter) multi rama que operará en modo continuo, el convertidor será operado por la técnica de control predictivo que se basa en el método numérico de Euler, que permite predecir los valores del voltaje a la salida de las celdas solares, para controlar el seguimiento del punto de máxima potencia, MPPT (Maximum Power Point Tracker) se utiliza el algoritmo de perturbación y observación. Se presentan resultados del modelo de celda solar donde se comparan parámetros eléctricos reales y parámetros obtenidos en condiciones de variación de irradiación y temperatura; como resultado del modelado del convertidor SEPIC; por último, se presentan los principales resultados de la técnica de control como respuesta ante variaciones de irradiancia que validan la correcta operación del convertidor propuesto.
Palabras Clave: Control predictivo, CubeSat, MPPT, SEPIC multi rama.

Abstract
The following presents the theoretical analysis of the electrical parameters of a monocrystalline solar cell for a simulation in a space environment, which will serve as the basis for sizing the proposal of a multi-branch SEPIC (Single Ended Primary Inductance Converter) DC / DC converter that will operate in continuous mode, the converter will be operated by the predictive control technique that is based on the Euler numerical method, which allows predicting the voltage values at the output of the solar cells, the disturbance and observation algorithm is used to control the maximum power point tracking, MPPT (Maximum Power Point Tracker). Results of the solar cell model are presented where real electrical parameters and parameters obtained under conditions of irradiation and temperature variation are compared; as a result of the modeling of the SEPIC converter; Finally, the main results of the control technique are presented in response to irradiance variations that validate the correct proposed converter operation.
Keywords: CubeSat, MPPT, multi-branch SEPIC, Predictive control.

Texto completo:

319-333 PDF

Referencias


D. Waghulde et al. Simulation, design and implementation of various MPPT systems for micro cube-satellite application. Second International Innovative Applications of Computational Intelligence on Power, Energy and Controls with their Impact on Humanity (CIPECH), 2016.

Farkas, Rusirawana. Identification of model parameters of the photovoltaic solar, ISES Solar World Congress, 2013.

Granda-Gutiérrez, Everardo & Orta, O & Díaz-Guillén, J. C. & Jiménez, Marco & Osorio, Mario & González Albarrán, Marco. Modelado y simulación de celdas y paneles solares, 2013.

J. E. Salazar-Duque, E. I. Ortiz-Rivera and J. Gonzalez-Llorente. A fuzzy-logic-controller based on output reference tracking applied to photovoltaic systems using a SEPIC converter. IEEE ANDESCON, 2016.

K. D. M. Bayimissa, A. K. Raji,M. Adonis. Performance evaluation of voltage and current control mode controller for SEPIC converter in CubeSats application,International Conference on the Industrial and Commercial Use of Energy (ICUE), 2015.

Maissa Farhat, Oscar Barambones; Jose A. Ramos; Eladio Duran; Jose M. Andujar; Diseño e Implementación de un Sistema de Control estable basado en Lógica Borrosa para optimizar el rendimiento de un sistema de Generación Fotovoltaico. Universitat Politecnica de Valencia, 2015.

N. Seddaoui, L. Rahmani, A. Chauder and A. Kessal; Parameters extraction of photovoltaic module at reference and real conditions, 46th International Universities' Power Engineering Conference (UPEC), 2011.

P. Cortes, S. Kouro. Guidelines for weighting factors design in Model Predictive Control of power converters and drives. IEEE International Conference on Industrial Technology, 2009

Poghosyan, Golkar. CubeSat evolution: Analyzing CubeSat capabilities for conducting science missions, Progress in Aerospace Sciences,2017

R. Aliaga, J. Muñoz, D. Rojas, A. Villalón, J. Troncoso and P. Gaisse, Predictive Control of a Buck Converter for Photovoltaic Energy: An Experimental Implementation, IEEE CHILEAN Conference on Electrical, Electronics Engineering, Information and Communication Technologies (CHILECON), 2019.

R. Darbali-Zamora, N. Cobo-Yepes, J. E. Salazar-Duque, E. I. Ortiz-Rivera and A. A. Rincon-Charris, Buck Converter and SEPIC Based Electronic Power Supply Design with MPPT and Voltage Regulation for Small Satellite Applications, IEEE 44th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 2017.

Salamanca Céspedes, Jorge & Escobar, Roberto. Diseño e Implementacion de un Módulo de Gestión de Energía para un Pico-Satelite Tipo Cubesat. KnE Engineering, 2018.






URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es

Barra de separación

Licencia Creative Commons    Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada.    

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México

Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146

pistaseducativas@itcelaya.edu.mx

http://pistaseducativas.celaya.tecnm.mx/index.php/pistas