Thesis:

Partial Power DC-DC Converters for Two-Stage Photovoltaic Energy Conversion Systems

Las configuraciones fotovoltaicas (PV) tradicionales de dos etapas han ganado popularidad por permitir el desacoplamiento entre el voltaje del enlace de continua y el voltaje de los módulos fotovoltaicos, lo que brinda flexibilidad al aplicar el algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). Sin embargo, la inclusión de un convertidor DC-DC adicional incrementa las etapas de conversión y, por ende, las pérdidas energéticas. En este contexto, los convertidores de potencia parcial (PPC) surgen como una alternativa eficiente, ya que procesan solo una parte de la energía, reduciendo las pérdidas en la etapa DC. Esta tesis presenta un análisis de distintas configuraciones PPC y sus aplicaciones en sistemas fotovoltaicos, considerando variables como el tipo de topología, el rango de operación y la potencia procesada. Se diseñaron tres configuraciones PPC orientadas a aplicaciones prácticas, cuyos resultados experimentales muestran un incremento significativo en la eficiencia global del sistema. Además, al procesar menor potencia, se logra reducir el tamaño del convertidor sin comprometer el desempeño del sistema.

Traditional two-stage photovoltaic (PV) configurations have become increasingly popular due to their ability to decouple the DC-link voltage from the PV module voltage, offering greater flexibility for implementing maximum power point tracking (MPPT) algorithms. However, the additional DC-DC converter increases the number of energy conversion stages, resulting in higher power losses. Partial power converters (PPCs) have emerged as an efficient alternative by processing only a portion of the energy, thus reducing losses in the DC stage. This thesis presents an analysis of different PPC configurations and their applicability to PV systems, considering variables such as topology type, operating range, and processed power. Three PPC configurations were designed with practical applications in mind. Experimental results demonstrate a significant improvement in overall system efficiency. Furthermore, by handling lower power levels, the size of the converter can be reduced without sacrificing system performance.