Archivo para agosto 31st, 2015


Modos de operación de un aerogenerador tipico

Existen distintas estrategias de control y distintos modos de operación, que se pueden clasificar en función de su duración en temporales o permanentes. Los modos temporales son aquellos que tienen una duración limitada, estos son: arranque, conexión a red, parada normal y parada de emergencia. Los modos de operación permanente son: máquina parada, pausa y funcionamiento normal, dentro de este último modo existen distintas condiciones dependiendo de factores externos como puede ser la velocidad del viento, la cual influye directamente en la condición de carga del aerogenerador que se clasifica en carga parcial o plena carga. En la figura se puede apreciar un diagrama de flujo lógico entre los distintos modos de operación mencionados anteriormente…. Amén :)D


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Diagrama de los distintos sistemas de un aerogenerador

El sistema de control es el encargado del automatismo del aerogenerador así como de obtener toda la informaci´no de todo el sistema de generación, componentes de la turbina, condiciones de viento, magnitudes eléctricas como por ejemplo potencia generada hacia la red y demás. Esta información obtenida de sensores y medidores es un elemento esencial para lograr una estrategia de control adecuada, para un aprovechamiento óptimo de los recursos energéticos del viento, el cual se puede entender como una estrategia de máxima potencia, sin dejar de lado las limitantes impuestas por la máquina, las cuales no deben ser superadas si se quiere proteger al aerogenerador.

Este sistema de control es el encargado de elegir el modo de operación del aerogenerador según las condiciones establecidas. En la figura se muestra un ejemplo de un sistema de control, también llamado sistema de supervisión, con todos los sitemas del aerogenerador. Esto se puede (y en parte lo he hecho) en Matlab/Simulink.


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Cadena funcional y etapas de conversión de un conversor de energía eólica

La figura muestra las diferentes etapas y procesos involucrados desde la captura de energía del viento hasta la entrega final de la energía eléctrica a la red externa. La parte de la turbina eólica que lo que procura es capturar la máxima cantidad de energía del viento y convertirla en energía mecánica en movimiento rotacional la cual es adecuadamente manipulada para que sea aprovechada en el generador eléctrico. Pero debido a lo variable que es el viento, las RPM que se tiene en el eje con cambiantes y así mismo la carga eléctrica conectada que induce contratorques aleatorios en el generador, por lo tanto, en ese aspecto entra sistemas de control y supervisión que permiten en primer lugar asegurar el suministro de energía, luego disponerla de una manera que cumpla la normativa de calidad eléctrica. En el caso de Perú, el despacho desde parques eólicos tiene prioridad y es por ello que se cuida mucho que la potencia generada por las turbinas no sea apreciable ya que el resto del mercado funciona al mínimo costo por medio de comportamiento determinísticos y planificados del mando y operación de las centrales eléctricas del sistema.


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entradas y salidas de la aeroturbina

Si miramos una turbina eólica como un sistema a analizar desde el punto de vista de la teoría de control encontramos que esta tiene variables de entrada y de salida. Entre las entradas esta la geometría del rotor; también aquellas que tienen que ver con las variables de estado de la máquina como son la velocidad angular, el ángulo de ataque y la orientación de la turbina; también la entrada de energía que viene a ser la medición de la velocidad de viento multiplicada en el software por el área que cubre el rotor en su movimiento. Las variables de salida que interesan en primer lugar son la potencia y el torque. Esto es una descripción sólo de la turbina eólica. Interesante y como pueden ver en otros post en este blog hay modelos que he hecho de la potencia y alguno por ahí en que calculo el torque resultante, hecho en Matlab/Simulink…


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