ARCHITETTURA DI CURRENT SOURCE INVERTER BASATO SU UNO STADIO SWITCHED CAPACITOR PER APPLICAZIONI FOTOVOLTAICHE CON BASSA TENSIONE DI INGRESSO

APPLICATIONS OF PHOTOVOLTAICS SPAN CONSIDERABLE RANGES AND SCOPE IN TERMS OF POWER OUTPUT. A RANGE THAT IS LESS EXPLORED IN LITERATURE AS A POSSIBILITY FOR GRID CONNECTION IS THE ONE BELOW 3KW IN WHICH A LOW INPUT VOLTAGE IS PRESENT. THIS THESIS EXPLORES SOME CONVERTER SOLUTIONS APPLICABLE TO THIS RANGE OF POWER OUTPUT USING SWITCHED CAPACITOR BASED DC-DC STAGES TO ACHIEVE THE REQUIRED VOLTAGE BOOST IN NOVEL WAY. AFTER A THOROUGH SURVEY OF THE LITERATURE THE CATEGORY OF CURRENT SOURCE INVERTERS HAS BEEN FOUND TO REPRESENT A VERY ATTRACTIVE SOLUTION. DIFFERENT CONFIGURATIONS ARE PROPOSED AND ONE PARTICULAR TOPOLOGY IS SELECTED AND ANALYZED. THE SIZING OF ALL MAJOR COMPONENTS IS DISCUSSED AS WELL AS THE DESIGN OF THE PCB. THE EXPERIMENTAL DATA IS THEN PRESENTED ALONGSIDE FURTHER THEORETICAL DISCUSSION. IN PARTICULAR, VOLTAGE OUTPUT DATA AND MODELS ARE PRESENTED FOR THE DC-DC STAGE. EXPERIMENTAL EFFICIENCY DATA IS ALSO PRESENTED ALONGSIDE SIMULATIONS THAT AIM AT PORTRAYING THE POWER LOSS BREAKDOWN MORE EFFECTIVELY. RIPPLE BEHAVIOR IS ALSO DISCUSSED WITH BOTH ANALYTICAL AND SIMULATION DATA. FINALLY AN ANALYSIS AIMED AT DETERMINING THE ECONOMIC FEASIBILITY OF THE PROPOSED SOLUTION IN RELATION TO EXISTING TECHNOLOGICAL ALTERNATIVES IS PRESENTED TO INCREASE THE COMPLETENESS OF THE TREATISE

LE APPLICAZIONI DEL FOTOVOLTAICO COPRONO UN AMPIA GAMMA IN TERMINI DI POTENZA EROGATA. UN RANGE MENO ESPLORATO IN LETTERATURA COME POSSIBILITÀ PER IL COLLEGAMENTO ALLA RETE È QUELLO AL DI SOTTO DEI 3 KW, IN CUI È PRESENTE UNA BASSA TENSIONE DI INGRESSO. QUESTA TESI ESPLORA ALCUNE SOLUZIONI DI CONVERTITORI APPLICABILI A QUESTO INTERVALLO DI POTENZA UTILIZZANDO STADI DC-DC BASATI SU CONDENSATORI COMMUTATI PER OTTENERE IL NECESSARIO INCREMENTO DI TENSIONE. DOPO UN'ATTENTA REVISIONE DELLA LETTERATURA, LA CATEGORIA DEGLI INVERTER CURRENT SOURCE SI È RIVELATA RAPPRESENTARE UNA SOLUZIONE MOLTO INTERESSANTE. VENGONO PROPOSTE DIVERSE CONFIGURAZIONI E VIENE SELEZIONATA E ANALIZZATA UNA TOPOLOGIA PARTICOLARE. VENGONO DISCUSSI IL DIMENSIONAMENTO DI TUTTI I PRINCIPALI COMPONENTI E LA PROGETTAZIONE DEL PCB. I DATI SPERIMENTALI VENGONO QUINDI PRESENTATI INSIEME A ULTERIORI DISCUSSIONI TEORICHE. IN PARTICOLARE, VENGONO PRESENTATI DATI DI TENSIONE IN USCITA E MODELLI PER LO STADIO DC-DC. VENGONO INOLTRE PRESENTATI DATI SPERIMENTALI SULL'EFFICIENZA UNITAMENTE A SIMULAZIONI CHE MIRANO A RAPPRESENTARE IN MODO PIÙ EFFICACE LA SUDDIVISIONE DELLE PERDITE DI POTENZA. INOLTRE VIENE DISCUSSO ANCHE IL COMPORTAMENTO DEL RIPPLE CON DATI SIA ANALITICI CHE SIMULATIVI. INFINE, VIENE PRESENTATA UN'ANALISI VOLTA A DETERMINARE LA FATTIBILITÀ ECONOMICA DELLA SOLUZIONE PROPOSTA IN RELAZIONE ALLE ALTERNATIVE TECNOLOGICHE ESISTENTI, AL FINE DI AUMENTARE LA COMPLETEZZA DELL’ELABORATO DI TESI.