UN SISTEMA FOTOVOLTAICO.

La presente invención se refiere en general al campo de los sistemas fotovoltaicos. El uso de sistemas fotovoltaicos para generar energía se está crecientemente instaurando por sí mismo en todo el mundo. Los sistemas fotovoltaicos, también conocidos como sistemas de paneles solares, son fáciles de instalar, no cuesta mucho su operación y se pueden usar prácticamente en cualquier lugar en donde se disponga de luz solar. Las diversas posibilidades varían desde pequeños sistemas fijos para uso doméstico hasta grandes parques solares con módulos solares móviles que siguen la posición del sol. La presente invención se refiere específicamente al campo de grandes parques solares. El sistema fotovoltaico comprende al menos una unidad fotovoltaica que comprende dos fuentes fotovoltaicas, comprendiendo cada una un terminal de entrada y un terminal de salida, estando dispuesto el sistema fotovoltaico para generar una tensión de salida que no esté esencialmente influenciada por la radiación/tiempo atmosférico variable, es decir por nubes que cubran la fuente fotovoltaica. Antecedentes de la invención Una fuente fotovoltaica, tal como un módulo fotovoltaico que comprende varias células fotovoltaicas o una pluralidad de módulos fotovoltaicos, necesita de una operación óptima no afectada por la radiación del sol, y la tensión de salida depende directamente del grado de radiación instantánea. Por ello, cuando una nube cubre la fuente fotovoltaica la tensión de salida del sistema fotovoltaico desciende. La correlación directa entre la radiación instantánea y la tensión de salida es una cuestión principal en localizaciones que tienen un grado variable de radiación. La red eléctrica principal, a la que la fuente fotovoltaica se dispone a alimentar con energía eléctrica, requiere una corriente alterna en un nivel de tensión específico. Para cumplir estos requisitos se dispone un convertidor c.c./c.a. Entre la fuente fotovoltaica y la red eléctrica, conversor que se ha de disponer para funcionar con un intervalo de la tensión de entrada tan amplio como sea posible para manejar una tensión de salida variable desde la fuente fotovoltaica. Un conversor que maneje un intervalo de tensión de entrada amplio es proporcionalmente caro dado que normalmente está compuesto de más de una etapa. Una forma convencional de manejar una tensión de entrada ampliamente variable es usar un convertidor c.c./c.c. de elevación para proporcionar una tensión de entrada razonable a dicho convertidor c.c./c.a. El uso del convertidor c.c./c.c. de elevación en esta etapa reduce la eficiencia del sistema fotovoltaico. Objeto de la invención La presente invención aspira a eliminar las desventajas anteriormente mencionadas de los sistemas fotovoltaicos conocidos anteriormente y a proporcionar un sistema fotovoltaico mejorado. Un objetivo primario de la presente invención es proporcionar un sistema fotovoltaico mejorado del tipo definido inicialmente que se dispone para generar una tensión de salida que esencialmente no esté influenciada por la radiación variable, es decir una nube que cubra la fuente fotovoltaica, o una fuente fotovoltaica específica que esté funcionando mal. Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema fotovoltaico, que añada tensión a la tensión de salida de la fuente fotovoltaica cuando esta última esté por debajo de un valor de umbral predeterminado. Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema fotovoltaico que pueda almacenar cualquier excedente de la tensión de salida para estar auto soportado con relación a la necesidad ocasional de una tensión añadida. Es aún otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema fotovoltaico capaz de suministrar una potencia de salida día y noche. Es aún otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema fotovoltaico, que tenga una arquitectura reconfigurable de modo que la tensión de salida del sistema fotovoltaico sea ajustable en base a los diferentes modos de operación. Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema fotovoltaico, que se disponga para generar una potencia de salida que esencialmente no esté influenciada por la radiación variable. Sumario de la invención De acuerdo con la invención se alcanza el objetivo primario al menos por medio del sistema fotovoltaico definido inicialmente que tiene las características definidas en la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas de la presente invención se definen adicionalmente en las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema fotovoltaico del tipo definido inicialmente, en el que la unidad fotovoltaica se compone de dos instalaciones de adición de tensión, comprendiendo cada instalación un primer terminal de entrada negativo y un terminal de salida positivo y en el que una primera ruta que comprende un origen de tensión y una segunda ruta que constituye una derivación de la fuente de tensión se extienden entre dicho 2 E08172417 04-11-2011   primer terminal de entrada y dicho terminal de salida de cada instalación de adición de tensión, pudiendo activarse por separado dichas primera y segunda rutas, estando conectado el primer terminal de entrada de la primera instalación de adición de tensión al primer terminal de entrada de la unidad fotovoltaica y estando conectado el terminal de salida de la primera instalación de adición de tensión al terminal de entrada de la primera fuente fotovoltaica y estando conectado el terminal de salida de la primera fuente fotovoltaica al primer terminal de salida de la unidad fotovoltaica, estando conectado el terminal de entrada de la segunda fuente fotovoltaica al segundo terminal de entrada de la unidad fotovoltaica y estando conectado el terminal de salida de la segunda fuente fotovoltaica al primer terminal de entrada de la segunda instalación de adición de tensión, y estando conectado el terminal de salida de la segunda instalación de adición de tensión al segundo terminal de salida de la unidad fotovoltaica y disponiéndose de un conmutador entre el terminal de entrada de la primera fuente fotovoltaica y el terminal de salida de la segunda fuente fotovoltaica y además los terminales de entrada de la unidad fotovoltaica que constituyen la interfaz externa del sistema fotovoltaico están interconectados y los terminales de salida de la unidad fotovoltaica que constituyen la interfaz externa del sistema fotovoltaico están interconectados. Por ello, la presente invención se basa en la percepción de que el sistema fotovoltaico presenta una configuración que admite diferentes modos de operación, de modo que se puede usar el mejor modo instantáneo de operación para obtener una tensión de salida menos variable del sistema fotovoltaico, incluso en una localización que tenga un grado variable de radiación instantánea así como durante la noche, o se pueda usar para obtener una potencia de salida que corresponda a la necesidad instantánea. El sistema fotovoltaico puede comprender al menos dos unidades fotovoltaicas conectadas en serie, estando conectado el primer terminal de salida de la primera unidad fotovoltaica al segundo terminal de entrada de la segunda unidad fotovoltaica y estando conectado el segundo terminal de salida de la primera unidad fotovoltaica al primer terminal de entrada de la segunda unidad fotovoltaica. Esto significa que se pueden usar combinaciones adicionales de tensiones de salida añadidas para obtener una tensión de salida del sistema fotovoltaico tan invariable como sea posible. Cada fuente de tensión puede ser una fuente de tensión fija o una fuente de tensión regulada y en una realización preferida de la presente invención, la fuente de tensión comprende al menos dos baterías, que se pueden conectar de modo individual en serie con la primera ruta y entre sí. Esto significa que la tensión añadida desde cada fuente de tensión se puede añadir en etapas para obtener una tensión de salida del sistema fotovoltaico tan invariable como sea posible. De acuerdo con una realización preferida, al menos una instalación de adición de tensión comprende un dispositivo cargador conectado a la fuente de tensión de la primera ruta, comprendiendo el dispositivo cargador un primer terminal de entrada y un segundo terminal de entrada, estando conectado al menos uno de los cuales a un conmutador cargador. Con esto, se pretende que la al menos una instalación de adición de tensión sea la primera instalación de adición de tensión y el dispositivo cargador esté formado por un convertidor c.c./c.c., el primer terminal de entrada del cual se conecta, directa o indirectamente, al terminal de entrada de la segunda fuente fotovoltaica y el segundo terminal de entrada del cual se conecta, directa o indirectamente, al terminal de salida de la segunda... [Seguir leyendo]

1. Un sistema fotovoltaico para la generación de una tensión de salida que no esté esencialmente influenciada por la radiación variable, comprendiendo el sistema fotovoltaico al menos una unidad fotovoltaica (1, 1) comprendiendo dos fuentes fotovoltaicas (2, 2), que comprenden un terminal negativo (3, 3) y un terminal positivo (4, 4), en el que - la unidad fotovoltaica (1, 1) comprende dos instalaciones de adición de tensión (5, 5), comprendiendo cada una un terminal negativo (6, 6) y un terminal positivo (7, 7), - una primera ruta (13) que comprende una fuente de tensión (15) y una segunda ruta (14) que constituye una derivación de la fuente de tensión extendidas entre dicho primer terminal negativo (6, 6) y dicho terminal positivo (7, 7) de cada instalación de adición de tensión (5, 5), pudiendo activarse por separado dichas primera y segunda rutas (13, 14), - estando conectado el primer terminal negativo (6) de la primera instalación de adición de tensión (5) a un primer terminal de entrada (8) de la unidad fotovoltaica (1, 1) y estando conectado el terminal positivo (7) de la primera instalación de adición de tensión (5) al terminal negativo (3) de la primera fuente fotovoltaica (2) y estando conectado el terminal positivo (4) de la primera fuente fotovoltaica (2) a un primer terminal de salida (9) de la unidad fotovoltaica (1, 1), - estando conectado el terminal negativo (3) de la segunda fuente fotovoltaica (2) a un segundo terminal de entrada (10) de la unidad fotovoltaica (1, 1) y estando conectado el terminal positivo (4) de la segunda fuente fotovoltaica (2) al primer terminal negativo (6) de la segunda instalación de adición de tensión (5) y estando conectado el terminal positivo (7) de la segunda instalación de adición de tensión (5) a un segundo terminal de salida (11) de la unidad fotovoltaica (1, 1), - se dispone un conmutador (12) entre el terminal negativo (3) de la primera fuente fotovoltaica (2) el terminal positivo (4) de la segunda fuente fotovoltaica (2), - además los terminales de entrada (8, 10) de la unidad fotovoltaica (1, 1) que constituyen la interfaz externa del sistema fotovoltaico están interconectados y los terminales de salida (9, 11) de la unidad fotovoltaica (1, 1) que constituyen la interfaz externa del sistema fotovoltaico están interconectados. 2. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho sistema fotovoltaico comprende al menos dos unidades fotovoltaicas (1, 1) conectadas en serie, estando conectado el primer terminal de salida (9) de la primera unidad fotovoltaica (1) al segundo terminal de entrada (10) de la segunda unidad fotovoltaica (1) y estando conectado el segundo terminal de salida (11) de la primera unidad fotovoltaica (1) al primer terminal de entrada (8) de la segunda unidad fotovoltaica (1). 3. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho sistema fotovoltaico comprende al menos dos unidades fotovoltaicas (1, 1) conectadas en serie, estando conectado el primer terminal de salida (9) de la primera unidad fotovoltaica (1) al primer terminal de entrada (8) de la segunda unidad fotovoltaica (1) y estando conectado el segundo terminal de salida (11) de la primera unidad fotovoltaica (1) al segundo terminal de entrada (10) de la segunda unidad fotovoltaica (1), además se dispone un conmutador (33) entre el primer terminal de salida (9) de la primera unidad fotovoltaica (1) y el segundo terminal de salida (11) de la primera unidad fotovoltaica (1). 4. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho sistema fotovoltaico comprende al menos dos unidades fotovoltaicas (1, 1) conectadas en paralelo, estando conectado el primer terminal de salida (9) y el segundo terminal de salida (11) de la primera unidad fotovoltaica (1) al primer terminal de salida (9) y al segundo terminal de salida (11) de la segunda unidad fotovoltaica (1) y estando conectado el primer terminal de entrada (8) y el segundo terminal de entrada (10) de la primera unidad fotovoltaica (1) al primer terminal de entrada (8) y al segundo terminal de entrada (10) de la segunda unidad fotovoltaica (1). 5. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada fuente fotovoltaica (2, 2) está constituida por un módulo fotovoltaico o una pluralidad de módulos fotovoltaicos. 6. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la primera ruta (13) y la segunda ruta (14) de cada instalación de adición de tensión (5, 5) comprende un primer conmutador de ruta (16) y un segundo conmutador de ruta (16), respectivamente. 7. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que cada fuente de tensión (15) está constituida por una fuente de tensión fija o una fuente de tensión regulada. 8. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que cada fuente de tensión (15) está constituida por al menos una batería. 9. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que al menos una fuente de tensión (15) comprende al menos dos baterías (17a, 17b, 17c, 17d), que se pueden conectar individualmente en serie con la primera ruta (13) y entre sí. 10. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que al menos una instalación E08172417 04-11-2011   de adición de tensión (5, 5) comprende un dispositivo cargador (20) conectado a la fuente de tensión (15) de la primera ruta (13), comprendiendo el dispositivo cargador (20) un primer terminal de entrada (21) y un segundo terminal de entrada (22), estando conectado al menos uno de los cuales a un conmutador del cargador (23). 11. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el dispositivo cargador (20) tiene un modo inactivo cuando el conmutador del cargador (23) está abierto y un modo de carga cuando la primera ruta (13) de la instalación de adición de tensión (5, 5) está inactiva y el interruptor del cargador (23) está cerrado. 12. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que la al menos una instalación de adición de tensión es la primera instalación de adición de tensión (5) y el dispositivo cargador (20) está constituido por un convertidor c.c./c.c., cuyo primer terminal de entrada (21) se conecta, directa o indirectamente, al terminal negativo (3) de la segunda fuente fotovoltaica (2) y cuyo segundo terminal de entrada (22) se conecta, directa o indirectamente, al terminal positivo (4) de la segunda fuente fotovoltaica (2). 13. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que la al menos una instalación de adición de tensión es la primera instalación de adición de tensión (5) y el dispositivo cargador (20) está constituido por un convertidor c.a./c.c. o un convertidor c.c./c.c.,, cuyo primer terminal de entrada (21) se conecta a un segundo terminal de entrada (24) de la primera instalación de adición de tensión (5), y cuyo segundo terminal de entrada (22) se conecta a un tercer terminal de entrada (26) de la primera instalación de adición de tensión (5), pudiendo conectarse dichos segundo y tercer terminales de entrada (24, 26) de la primera instalación de adición de tensión (5) a una fuente de potencia externa (28). 14. El sistema fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la primera instalación de adición de tensión (5) comprende una fuente de tensión regulada (15), que comprende una fuente de tensión (15) y un dispositivo cargador (20), cuyo dispositivo cargador (20) está constituido por un convertidor c.c./c.c. bidireccional, estando conectada la fuente de tensión (15) a un primer terminal de entrada (29) y a un segundo terminal de entrada (30) del convertidor c.c./c.c. bidireccional (20), estando conectado un primer terminal de salida (31) del convertidor c.c./c.c. bidireccional (20) al primer terminal de entrada (6) de la primera instalación de adición de tensión (5) y, directa o indirectamente, al terminal negativo (3) de la segunda fuente fotovoltaica (2), estando conectado un segundo terminal de salida (32) del convertidor c.c./c.c. bidireccional (20) a la primera ruta (13) en el lado opuesto del primer conmutador de ruta (16) que el terminal positivo (7) de la primera instalación de adición de tensión (5) estando conectado por medio de un conmutador del cargador (23), directa o indirectamente, al terminal positivo (4) de la segunda fuente fotovoltaica (2). 15. El sistema fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el convertidor c.c./c.c. bidireccional (20) tiene un modo de regulador cuando la primera ruta (13) de la primera instalación de adición de tensión (5) está activa y el interruptor del cargador (23) está abierto y un modo de carga cuando la primera ruta (13) de la primera instalación de adición de tensión (5) está inactiva y el conmutador del cargador (23) está cerrado. 11 E08172417 04-11-2011   12 E08172417 04-11-2011   13 E08172417 04-11-2011   14 E08172417 04-11-2011   E08172417 04-11-2011   16 E08172417 04-11-2011   17 E08172417 04-11-2011   18 E08172417 04-11-2011   19 E08172417 04-11-2011   E08172417 04-11-2011