Design and construction of an isolated DC-DC Flyback converter for solar panel MPPT purposes

Abstract

Este proyecto consiste en el diseño y construcción de un convertidor DC-DC Flyback para incrementar la eficiencia en paneles solares a través de la búsqueda y seguimiento del punto de máxima potencia dadas una irradiación solar y temperatura del panel específicas. Este subsistema, en conjunto con otros dos diseñados por dos estudiantes más, va a representar el funcionamiento de una instalación de energía solar con almacenamiento y un inversor para conectar a la red. El proyecto del convertidor DC-DC conllevará el estudio, construcción y análisis de resultados de la parte eléctrica (circuitos y componentes magnéticos) excluyendo el control del convertidor. Este trabajo puede ser llevado a cabo por otros estudiantes en años futuros. El proyecto va a incluir una breve introducción del entorno en el que se emplaza, el cálculo de componentes, simulación y análisis de resultados, como se ha mencionado anteriormente, del circuito real montado. Esta es una solución para el problema del sombreado de paneles solares, suceso que ocurre en todas las plantas solares, aparte de ser beneficioso por extraer la cantidad de energía óptima. El proyecto incluirá cada paso seguido para el diseño de componentes del convertidor. También hay una parte específica en el que se hace el diseño de los elementos magnéticos del circuito. Este proceso puede ser utilizado por futuros estudiantes con la ambición de conocer el funcionamiento del convertidor Flyback.

The project will consist on the design and building of a DC-DC Flyback converter to increase efficiency in solar panels by tracking the maximum power point given a specific insolation and solar panel temperature. This subsystem, in addition to two others designed by two other students, will represent the functioning of a solar facility with storage and an inverter to connect the panel to the grid. The DC-DC converter project will involve the study, construction, and results analysis of the electrical part (circuitry and magnetic components) excluding the control of the converter. This work can be carried by another student in future year. The project will include a brief explanation of the background where is located the desired converter, component calculation, simulation, and result analysis from the real circuit constructed. This project will be placed in the background of microinverters as its implementation could result in a solution for the shading effect issues suffered by every solar generation plant apart from the benefits obtained by extracting the optimal amount of power. The project includes every step followed in order to design the components of the converter. There is also a specific part where the design of the magnetics of the circuit is conducted. This process can be used in the futured by other students willing to make an approach to the Flyback converter.