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