Bidirectional DC-AC converter for photovoltaic solar system in Home Electrical Networks

Convertidor DC-AC bidireccional para sistema solar fotovoltaico en Redes Domiciliarias

This paper presents the results obtained in the design, implementation and testing of a bidirectional CSI (Current source inverter) converter, which is capable of delivering and taking power from the grid to charge a 72 V battery bank. This converter is sized within a photovoltaic solar system designed for homes in the city of Tunja, based on real data to estimate the average consumption of a typical home in the "Cooservicios" sector of the city, proposing two ways of working the system, one to obtain a constant average consumption and another in which the total consumption is zero. The converter is implemented with all its components, digital and power stages, using for the control a TMS 320F28377S microcontroller from C2000 family, of Texas Instruments. The implementation meets specifications of: bidirectional operation as an inverter and as a rectifier, output power of 469 W, efficiency around 80%, highlighting the considerably high value required for the input inductance of 0.3 H that causes losses in the system.

Este artículo presenta los resultados obtenidos en el diseño, implementación y pruebas de un convertidor CSI (Inversor en fuente de corriente) bidireccional, el cual es capaz de entregar y tomar energía de la red para cargar un banco de baterías de 72 V. Este convertidor se dimensiona dentro de un sistema solar fotovoltaico diseñado para viviendas de la ciudad de Tunja, con base en datos reales para estimar el consumo promedio de una vivienda típica en el sector "Cooservicios" de la ciudad, proponiendo dos formas de funcionamiento del sistema, una para obtener un consumo promedio constante y otro en el que el consumo total sea cero. El convertidor se implementa con todos sus componentes, etapas digitales y de potencia, utilizando para el control un microcontrolador TMS 320F28377S de la familia C2000 de Texas Instruments. La implementación cumple con especificaciones de: funcionamiento bidireccional como inversor y como rectificador, potencia de salida de 469 W, eficiencia en torno al 80%, destacando el valor considerablemente alto requerido para la inductancia de entrada de 0,3 H que provoca pérdidas en el sistema.