Análisis de la factibilidad de realizar carga vehicular lenta utilizando un inversor comercial y paneles solares

Abstract

El presente trabajo evalúa la factibilidad de realizar carga vehicular lenta utilizando un inversor comercial DC/DC/AC alimentado desde un arreglo fotovoltaico de escala doméstica, sin recurrir a equipamiento especializado ni sistemas de almacenamiento de gran capacidad. El estudio abarca el análisis de la electrónica de potencia involucrada, el diseño e implementación de un modelo de simulación y la validación experimental del sistema bajo condiciones reales de operación. Se realizó una inspección física del inversor Axpert VP 2000-24 con el fin de identificar sus topologías internas, verificándose la presencia de un convertidor elevador DC/DC con MPPT integrado y un inversor monofásico en puente H con filtro LC de salida. A partir de este análisis, se desarrolló un modelo eléctrico equivalente implementado en PLECS, que integra el arreglo fotovoltaico modelado mediante el circuito de diodo único, el convertidor boost controlado mediante el algoritmo Perturb & Observe, un bus DC representado por un condensador de alta capacidad (C = 10 F, V₀ = 400 V) para emular el comportamiento de una batería y el inversor en puente H con control PI en cascada y modulación PWM unipolar. Los resultados de simulación confirmaron que el sistema es capaz de entregar 1975,2 W a una carga resistiva equivalente al consumo de un cargador de vehículo eléctrico, con una tensión de salida de 220,36 Vrms y un error de regulación inferior al 0,2 %. El balance de potencia arrojó una eficiencia global de 99,88 %. En este escenario, el arreglo fotovoltaico aportó apenas el 5,41 % de la energía total (107,1 W de 1977,5 W), siendo el condensador del bus DC la fuente principal de energía por diseño, ya que la lógica del sistema consiste en transferir la energía solar acumulada en el bus DC hacia la carga a través del inversor y no en alimentar la carga directamente desde los paneles en tiempo real. La validación experimental se realizó en dos etapas(...).