Banco de supercondensadores como sistema de almacenamiento y suministro de carga
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2023-04-24
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Descripción
En el presente documento se presentará el proceso y los resultados de la implementación de un banco de supercondensadores como sistema de almacenamiento y suministro de energía a una carga. Para la realización del proyecto se implementó como sistema de almacenamiento un módulo de banco de supercondensadores, el cual está conformado por 6 supercondensadores en serie, la energía entregada por el banco será dirigida a un convertidor DC/DC tipo elevador el
cual tiene como finalidad entregar la energía requerida por la carga, se establece que los valores máximos entregados por el convertidor serán de 40V y 1A.
El prototipo consiste en un módulo de supercondensadores seguido de un convertidor DC/DC elevador y el sistema de entrega de energía, el cual cuenta con una retroalimentación que tiene como finalidad mantener estable el voltaje requerido por la carga. Sin embargo, para poder realizar las pruebas de entrega de energía es necesario cargar el módulo de supercondensadores, por tanto se diseñó un modelo el cual proporciona la corriente y el voltaje necesario, es importante aclarar que este sistema de carga no hace parte del prototipo.
Se evaluó la eficiencia del módulo con diferentes cargas, en donde se garantizaba un valor de voltaje en cada uno de los casos y se cambiaba la carga, obteniendo una energía entregada de aproximadamente 1.9 Wh aproximadamente obteniendo mejor eficiencia que con las baterías de Li-ion las cuales entregaron una energía de aproximadamente 0.9 Wh, determinando de esta forma que el módulo de supercondensadores a escala es una opción más favorable que las baterías de Li-ion con las que se comparó.
Resumen
This paper will present the process and results of the implementation of a supercapacitor bank as a storage system and energy supply to a load. For the realization of the project, a supercapacitor bank module was implemented as a storage system, which consists of 6 supercapacitors in series, the energy delivered by the bank will be directed to an elevator type DC/DC converter whose purpose is to deliver the energy required by the load, it is established that the maximum values delivered by the converter will be 40V and 1A.The prototype consists of a supercapacitor module followed by a step-up DC/DC converter and the power delivery system, which has a feedback that aims to maintain stable the voltage required by the load. However, in order to perform the power delivery tests it is necessary to charge the supercapacitor module, therefore a model was designed which provides the necessary current and voltage, it is important to clarify that
this charging system is not part of the prototype.
The efficiency of the module was evaluated with different loads, where a voltage value was guaranteed in each of the cases and the load was changed, obtaining a delivered energy of approximately 1.9 Wh, obtaining better efficiency than with the Li-ion batteries which delivered an energy of approximately 0.9 Wh, thus determining that the scaled supercapacitor module is a more favorable option than the Li-ion batteries with which it was compared.
Palabras clave
Supercondensadores, Almacenamiento, Convertidor DC/DC, Retroalimentación, Energía
Materias
Tecnología en Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas, Almacenamiento de energía, Eficiencia energética, Prototipado, Electrónica de potencia