11
- 1. Proyectos 3º curso Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Telemática TEMA 11: Fuentes de Alimentación
- 2. Proyectos Ingeniería Técnica en Telecomunicación Programa Teórico 1.- Introducción: El proyecto Industrial 2.- El proyecto de sistemas electrónicos 3.- Sensores y Captadores 4.- Acondicionamiento de señal 5.- Conversores A/D 6.- Procesamiento digital 7.- Conversores D/A 8.- Amplificadores de Potencia 9.- Actuadores 10.- Transmisión de información MODEMs Trancievers 11.- Fuentes de Alimentación 11.- Fuentes de Alimentación
- 3. Fuentes de Alimentación Introducción. Electrónica de Potencia Fuentes Primarias Características de Entrada Características de Salida Tipos de Fuentes de Alimentación
- 4. MUNDO FÍSICO FUENTE DE ENERGÍA Sensores y Captadores de Señal Acondicionamiento Conversión A/D Procesador Conversión D/A MODEM RED Transciever ANTENA Fuentes de Alimentación Amplificador de Potencia Actuadores
- 5. ELECTRÓNICA DE POTENCIA Alterna (Red eléctrica, aerogeneradores…) Continua (Baterías, paneles solares…) FUENTE PRIMARIA Monofásica Trifásica CARGA Alterna (motores, iluminación…) / Continua (equipos electrónicos) Alta frecuencia / Baja frecuencia Monofásicas / Trifásicas Nivel de potencia SISTEMA ELECTRÓNICO DE POTENCIA
- 6. Introducción Convertidor de Potencia Baterías Fuente de Alimentación FUENTE PRIMARIA SISTEMA ELECTRÓNICO DE POTENCIA CARGA Cargador de Baterías Fuente Primaria Cargas de Potencia Control Convertidor de Respaldo
- 7. Fuentes Primarias Red Eléctrica. Energía Solar Red monofásica o trifásica. Tensión nominal, Frecuencia nominal, Márgenes. Factor de potencia Normativa de inyección de armónicos en equipos electrónicos. SAI (UPS) Tensión y corriente continuas. Amortización-dimensionamiento de la instalación. Bajo rendimiento. Variable con el clima y la latitud. Necesidad de Baterias. Energía Eólica Necesidad de tecnología compleja. Fuente de tensión alterna de red. Lugares específicos (impacto ambiental) Baterías Tensión continua, capacidad en amperios-hora. Necesitan electrónica relativamente compleja.
- 8. Valor eficaz de la tensión de entrada: Europa: 230V EEUU: 110V Frecuencia de la señal: Europa: 50 Hz EEUU: 60 Hz Margen Europeo: 230V ±20%, 50Hz±3Hz 185V RMS ÷275V RMS Margen Americano: 110V ±20%, 60Hz ±3Hz 85V RMS ÷135V RMS Margen Universal: 85V RMS ÷275V RMS 47Hz÷63Hz Red Eléctrica Monofásica Normativa: de aislamiento, de armónicos, de factor de potencia, de ruido EMI, etc.
- 9. Adaptada de S.O. Kasap. Optoelectronics (Prentice-Hall) Longitud de onda ( m) Irradiancia espectral (W/cm 2 m) Cuerpo negro a 6000K AM1 AM1,5 Paneles Solares Todas las fuentes de energía renovables e incluso la energía de los combustibles fósiles, provienen del sol. El sol irradia 174.423.000.000.000 kWh de energía por hora hacia la Tierra. En otras palabras, la Tierra recibe 1,74 x 10 17 W de Potencia.
- 10. Ingenieros de Telecomunicación. Dispositivos Fotónicos. Universidad de Oviedo Paneles Solares AM0 AM1 1kW/m 2 AM2 0,8kW/m 2 1,353kW/m 2
- 11. © Solarex Datos en kW-h/m 2 /día peor mes Paneles Solares
- 12. (%) Si, cristal único 16-24 Si, policristalino 12-19 Si:Ge:H amorfo 8-10 GaAs, cristal único 24-25 AlGaAs/GaAs Tan. 24,8 GaInP/GaAs Tan. 25-30 CdTe 15-16 InP, cristal único 21-22 CuInSe 2 12-13 Paneles Solares
- 13. Paneles Solares
- 14. Aerogeneradores Alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía proveniente del sol es convertida en energía eólica. Esto supone una energía alrededor de 50 a 100 veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra
- 15. Aerogeneradores Góndola Palas Eje de baja velocidad 20-30 rpm Eje de alta velocidad 1500 rpm Multiplicador Generador 600-3000 kW Sistema Electrónico Refrigerador Anemómetro y veleta Sistema de direccion
- 16. Aerogeneradores Generador Filtro Convertidor AC-DC (rectificador) Convertidor DC-AC (inversor)
- 17. Baterías Celdas Primarias Celdas Secundarias (recargables Celdas de Combustible Curva de descarga (a corriente constante) V DC Capacidad (%) 100 descarga rápida descarga lenta Energía (W-hora/kg) Régimen nominal (A-hora) Densidad de potencia (W/kg) Numero de ciclos Medio ambiente Sistema de carga/descarga Curva de descarga
- 18. Baterías Plomo-Ácido Energía (W-hora/kg) Régimen nominal (A-hora) Densidad de potencia (W/kg) Numero de ciclos Medio ambiente Sistema de carga/descarga Costes Alta (100 W-hora/kg) => Baterías pequeñas Alto => gran ritmo de descarga Alta (hasta 600 W/kg) => Mucha potencia 200-300 Contaminantes => normativa. Selladas. Descarga en vacío elevada => ciclos continuos Baratas
- 19. Baterías Ni-Cd Energía (W-hora/kg) Régimen nominal (A-hora) Densidad de potencia (W/kg) Numero de ciclos Medio ambiente Sistema de carga/descarga Costes Poca (<100 W-hora/kg) => Baterías grandes Alto => buen ritmo de descarga baja => menor que Pb-ácido. 1000 menos contaminante => normativa. Descarga en vacío baja => meses Más cara que la de Pb-Ácido Efecto Memoria: no confundir con mal uso.
- 20. Baterías Ni-MH Energía (W-hora/kg) Régimen nominal (A-hora) Densidad de potencia (W/kg) Numero de ciclos Medio ambiente Sistema de carga/descarga Costes Media => Baterías algo menores Baja => poco ritmo de descarga Media => mayor que Ni-Cd. 1000 menos contaminante => normativa. Descarga en vacío baja => meses Más cara que la de Ni-Cd
- 21. Baterías Li-Ion Energía (W-hora/kg) Régimen nominal (A-hora) Densidad de potencia (W/kg) Numero de ciclos Medio ambiente Sistema de carga/descarga Costes Alta => Baterías menores (no llega a Pb-Cd) Baja => poco ritmo de descarga Alta => bastante mayor que Ni-Cd o Ni-MH. 4000-5000 nada contaminante => normativa. Descarga en vacío muy baja => meses. Batería frágil. Más cara que la de Ni-MH
- 22. Tipos de Fuentes de Alimentación Alterna Continua Alterna Continua Convertidores Inversores Rectificadores Entrada Salida
- 23. Normativa. Factor de Potencia. Armónicos desfase Factor de potencia Contenido armónico
Notas del editor
- #10: Energía solar en el exterior de la atmósfera: 1,5 · 1E18 kWh al año (10.000 el consumo terrestre). En las capas externas de la atmósfera: 1353 W/m2. Temperatura externa del sol: 5800-6000K. Entre 0.1 y 5 micrometros (100 y 5000 nm).Máximo en 500 nm (verde). Dentro de la atmósfera: menos (absorción, dispersión, etc.)
- #11: Masa de aire equivalente: AM1: incidencia normal. AM2: masa de aire equivalente igual a 2 atmósferas.
- #12: Plano del ecuador: 23,5º. Estaciones. Declinación: depende del día del año (igual para todas las latitudes). Es el ángulo respecto al ecuador del sol en el cenit. Latitud: posición relativa al ecuador. Declinación + latitud: movimiento aparente del sol en una latitud en un día del año. WMO (world meteorological organization)
- #13: Las más usadas: de silicio.