Estudiantes de pre y postgrado del área de electricidad y electrónica de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería UACh, participan del desarrollo de una plataforma de control y convertidor de potencia reconfigurable, herramientas consideradas fundamentales para realizar labores tanto investigativas como docentes.
Muchas de las nuevas tecnologías que requieren del manejo de potencia han optado, por temas de eficiencia, por incluir electrónica de potencia dentro de sus sistemas, en particular esto consiste en la integración de convertidores de potencia y sistemas de control (plataformas de control) que permitan regular el flujo de potencia eléctrica.
El trabajo realizado consiste en el desarrollo de una plataforma de control basado en procesadores de señales programables o DSP (Digital Signal Processor) para prototipado rápido y es financiado con apoyo de tres fuentes de financiamiento: Concurso Desafío Innoving 2030, Proyecto Instalación Vidca y Nucleo Invent de los académicos del Instituto de Electricidad y Electrónica Dr. Nicolás Müller y Dr. Lorenzo Reyes, respectivamente.
El Dr. Müller explica que esta plataforma cuenta con una alta flexibilidad, la cual permite integrar rápidamente sistemas de control a convertidores de potencia. Por otra parte, se diseñó un convertidor de potencia reconfigurable. Tradicionalmente los convertidores de potencia son elevadores, reductores, reductores-elevadores, inversores/rectificadores monofásicos o inversores/rectificadores trifásicos.
El convertidor de potencia reconfigurable diseñado puede convertirse en cualquiera de los tipos anteriormente mencionados, para ello basta con seleccionar el modo de conexión y controlarlo adecuadamente (con la plataforma de control). Debido a su alta versatilidad, las posibles aplicaciones son muy variadas. Algunas de estas aplicaciones son: energías renovables, electromovilidad terrestre y naval (vehículos y estaciones de carga), celdas de combustible (hidrógeno verde), iluminación LED de gran escala, control de máquinas eléctricas (motores, bombas y generadores), aplicaciones industriales en corriente continua y en corriente alterna.
En particular, en el corto plazo se utilizará la plataforma de control y el convertidor de potencia reconfigurable para el control de temperatura durante el proceso maceración y cocción en fabricación de cerveza y en un sistema fotovoltaico (microinversor monofásico) conectado a la red eléctrica.
El aporte principal consiste en ser equipos de prototipado rápido para validación experimental de aplicaciones y conceptos muy variados. Por otra parte, ambos contribuyen al proceso formativo de estudiantes, en particular porque son parte de la memoria de los estudiantes de Ingeniería Civil Electrónica Francisco Navarrete y Karla Cárdenas y del proyecto de tesis de Magister en Electricidad y Electrónica Aplicada de Christian Santibañez.
El académico detalla que “Karla trabaja en cargadores bidireccionales de vehículos eléctricos guiada por el Dr. Lorenzo Reyes y co-guiado por mí; Francisco Navarrete trabaja en el diseño y construcción de una planta electrificada y automatizada para la maceración y cocción en el proceso de fabricación de cerveza guiado por mí y Christian Santibañez trabaja en el diseño y construcción de un microinversor fotovoltaico de una etapa con capacidad de proveer servicios complementarios, también guiado por mí”.
Experiencia de estudiantes
Al respecto el estudiante Francisco Navarrete señala que el aporte que genera esta iniciativa es abrir más campos de investigación tanto en el entorno de elaboración y producción de cerveza artesanal, estrategias de eficiencia energética para la misma producción de cerveza u otras bebidas, y además recordar que el convertidor puede ser utilizados en otras áreas, por lo que, este puede ser programado con distintas estrategias de control dependiendo de la aplicación.
En el mismo sentido explica que “el aprendizaje que se ha generado a través de esta iniciativa ha sido bastante, tanto del punto de vista del diseño de circuitos esquemáticos, diseño de PCB y programación. Además, el apoyo del académico ha sido excelente, ya que no solo cuenta con mucha experiencia en el área, también siempre ha estado ahí para guiarnos y enseñarnos en el desarrollo de este proyecto”.
Karla Cárdenas, por su parte, señaló que “el motivo por el cual elegí desarrollar este proyecto fue porque me gustó el área de la electromovilidad y al indagar más sobre esta área, me di cuenta de que aún falta avanzar en las infraestructuras de carga de vehículos eléctricos, ya que aún son reducidas. Este proyecto está ligado a la electrónica de potencia, la cual aporta al perfil del ingeniero electrónico, la capacidad para analizar los diferentes convertidores de potencia, los aislamientos y protecciones para los circuitos de corriente alterna industriales monofásicos, bifásicos y trifásicos.”
Por último, el estudiante del Magíster en Electricidad y Electrónica Aplicada, Christian Santibáñez, precisa que su trabajo consiste en un dispositivo capaz de acoplarse a un panel fotovoltaico e inyectar la potencia generada a la red eléctrica y a la vez brindar apoyo en la regulación de variables de interés como el factor de potencia y la frecuencia. El resultado que se pretende lograr es un dispositivo experimental que realice todo lo mencionado en el punto anterior.
El estudiante de postgrado destaca el aporte de estas iniciativas para el desarrollo de las energías renovables y su potencial de desarrollo a futuro por el tema del cambio climático.
