Archive for the ‘Aerogenerador’ Category
Muchas gracias por sus visitas a mi blog sobre Aplicaciones de Matlab/Simulink en Energías Renovables.
Obviamente que los creados de Matlab/Simulink me refiero a la empresa MathWorks Inc. han hecho un excelente trabajo de dar una herramienta muy poderosa de cálculo y que durante el mes de Junio junto con colegas y alumnos en temas relacionados a mecánica de fluidos, animaciones, proyecciones 2D y 3D, asi como también en el esquema de predicción de eventos y tendencias de superficies con base de datos.
Disculparán por lo que éste mes de junio hice pocas entradas, la agenda estuvo bien ajetreada e interesante, el viaje a Denton – Texas, USA hace poco y la que inicio el martes 3 de julio a Ecuador han ocupado bien tiempo para estudiar y analizar muchas cosas que hay que aportar y proponer, además, espero que se concreten muchos convenios de cooperación con la Facultad de Ciencias de la UNiversidad Nacional de Ingeniería (Lima, PERU) a la cual pertenezco… si alguien está animoso, en dichas cooperación para investigaciones, favor ponerse en contacto.
Por lo demás, este julio 2012 me toca un mes de motivante trabajo dado que ya tengo compromisos bastante serios como para descuidarse de ellos, por lo tanto, trabajaré full simulaciones y revisión de varios temas, que los compartiré por este blog y espero como siempre, sirva para el trabajo o aprendizaje de cada quien que visita.
Nuevamente muchísimas gracias y un saludo amical desde Lima, PERU….y les dejo con una foto de Macchupicchu ubicado en la Región Cuzco en mi Perú, considerado una de las Maravillas del Mundo, y además, una de las mejores obras de ingeniería de toda la humanidad. Si vienen a Perú, Macchupicchu es visita obligatoria.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
E-mail: jmirez@uni.edu.pe
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La importancia del impacto significativo de la energía eóliac se inició a principios de los 80’s muy relacionado con la crisis del petróleo de mediados de los 70’s. Durante este periodo, una simple y robusto concepto de turbina emergencia y causó una muy popular impresión en la industria de la energía eólica. El simple y robusto modelo incluye un rotor de turbina de viento de tres álabes, una caja de engranajes, una máquina de inducción diractamente conectada a la red eléctrica y un sistema de control.
A pesar de ser barato y muy robusto, la calidad de la energía era muy pobre y, en algunos casos, esto influenciaba en el nivel del voltaje de la red eléctrica. Durante los 80’s, más instalaciones de generación eólica han sido limitados a pocos cientos de kilowatts para las redes existentes. El tamaño de aquellas instalaciones no deberían sobrecargar la estabilidad del sistema de potencia y el aseguramiento de la calidad del voltaje debía ser simple (cuando se conectaba a sistema de potencia convencionales).
La época de los 90’s representan un importante cambio a través de: nuevos conceptos emergencia causados por la demanda para una producción más eficiente y era completado con los requerimientos de la calidad de energía. Durante los 90’s, las turbinas de viento (o parques eólicos) crecieron en tamaño y capacidad desde pocos centenares de kilowatts al tamaño de megawatts. El incremento de la potencia de las parques eólicos en áreas con buenas recursos de viento trajo consigo la inquietud: «que tanto se puede tolerar las interferencias de la generación eólica a los sistemas de potencia?». En esa década se hizo análisis de la calidad del voltaje de la energía eólica y la economía de los sistemas de potencia que incluyan generación eóliac.
A finales de los 90’s, con los parques eólicos en el rango de cientos de megawatts, se inicia los estudios sobre la estabilidad del voltaje transitorio de los sistemas de potencia. Estos estudios focalizan sobre el comportamiento dinámico de las máquinas de inducción durante perturbaciones, donde los efectos dinámicos de las turbulencias son despreciables. Durante el mismo período una tarea de la Comisión Electrotécnica Internacional IEC estableció un procedimiento estándar: IEC 61400 – 21 para establecer los estándares técnicos de asegurameinto de la calidad de la energía eólica desde turbinas de viento.
Hoy en día, algunos sistemas de potencia tienen problemas de integrar cientos de megawatts de generación eólica, los cuales son desentratizados sobre grandes extensiones (distribuidos). En este momento, los problemas de planeamiento, operación y control de los sistemas de potencia con gran generación eólica son muy importantes de estudios. Sobre estos problemas, los principales cambios son clasificados en términos de planeamiento, operación y sistemas de gestión de energía, y de performance de sistemas.
En lo que es planeamiento se focaliza sobre la coordinación de los operadores de los sistemas de transmisión y la naturaleza estocástica de la generación eólica, esto incluye lo económico y financiero. También concierne a este item lo concerniente a la fiabilidad.
Los sistemas de operación y de gestión de energía focalizan el pronóstico de la generación eólica y su relación a comportamiento de tendencias. Esto incluye el análisis de seguridad y la reserva de potencia para establecer una operación fiable del sistema de potencia completo.
En lo que es performance del sistema de potencia, éste se focaliza en el control del voltaje y la frecuencia, los índices de calidad de potencia, y sobre el comportamiento dinámico de las fuentes de generación de potencia.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Quiero agradecer muy deberas todas las visitas durante el mes de Mayo 2012. Este mes para mí ha sido muy difícil en lo personal, casi estoy trabajando a contracorriente y de manera solitaria, quizás tras un sueño o persiguiendo una misión. Muchas de las personas que desearía estén a mi lado, no lo están y quizás no lo estarán, eso es desgarrador… a pesar de ello no pierdo la fé y la esperanza.
Este mes de junio tengo planeado retomar el desarrollo de simulaciones y desarrollo de temas diversos en renovables, dado que tengo que cumplir con la agenda de mis estudios doctorales, así que el presente blog como los demás, tendrán varios post mas que enriquezcan y espero sirva para quienes lo visitan.
Gracias tambien a quienes confían en mis servicios de consultoría y asesoría. También a quienes les tengo como contactos en mi Facebook. Además, a quienes escriben dado sus opiniones, comentarios y sugerencias.
Atte:
Blog Matlab/Simulink in Renewable Energyhttp://www.jmirez.com
Profesor – Facultad de Ciencias – Universidad Nacional de ingeniería (Lima, Perú)
Unidad de Soporte biomédico – Hospital Nacional Cayetano Heredia – Ministerio de Salud (Lima, Perú)
Empendedor, Development Modeling and Simulation with Matlab/Simulink, Renewable Energy, Microgrid
Foto: En avión de LAN-Peru en Aeropuerto de Piura por partir de retorno a Lima, luego de dictar clase de Matemática Aplicada en Negritos – Talara (piura) en el Programa de Maestría en Ingeniería de Petroleo de la Universidad Nacional de Ingeniería – UNI. May 27, 2012
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Me complace en anunciar este evento, del cual estaré participando con una ponencia. Nos vemos en Ecuador.
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La Red BIALEMA formada por más de veinte centros tecnológicos iberoamericanos con el fin de estudiar la producción de biocombustibles y su impacto alimentario, energético y medioambiental; CDF The Climate and development Foundation – Italia ONG sin fines de lucro dedicada a apoyar al desarrollo sustentable de comunidades de escasos recursos de los países en vías de desarrollo, fomentando el uso de energías renovables y la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH www.espoch.edu.ec ), ubicada en la ciudad de Riobamba, provincia de Chimborazo, país Ecuador, organizan el seminario y encuentro para difundir las actividades e investigaciones de la Red Bialema, CDF y Grupo de Energías Alternativas y Ambiente de la ESPOCH.
Este evento se pretende socializar el desarrollo de la tecnología en los países miembros de la Red y otros, para que las autoridades seccionales y el gobierno central consideren alternativas para el cambio de la matriz energética.
OBJETIVO:
Generar espacios para la socialización de los conocimientos relacionados con el área, facilitar la interrelación entre investigadores e instituciones a fin de propiciar la transferencia de resultados de investigación, establecer vínculos para plantear proyectos de investigación y desarrollo sostenibles, para beneficio de la sociedad.
Comité de Organizador:
Dr. Antonio Valdés
Director de la Red Bialema
Físico Celso Recalde Moreno Ms.
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente- ESPOCH; Ecuador y Representante de la Red Bialema en Ecuador.
Físico Rodolfo Pasinetti
Director Climate and Development Foundation – Italia-Milan
Dra. Magdy Echeverría
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente – ESPOCH – Facultad de Ciencias
Ing. Gilberto Zabala.
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente – ESPOCH – Facultad de Mecánica
Dr. Rigo Muñoz
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente- ESPOCH – Facultad Electrónica e Informática
Dr. Arquimides Haro.
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente – ESPOCH – Facultad de Ciencias
Dr. Mario Audelo.
Grupo– Energías Alternativas y Ambiente – ESPOCH – Facultad de Mecánica
COSTOS DE INSCRIPCION EXTRA RED BIALEMA
Los costos de inscripción para la exposición de los artículos es de $ 50,00 USD. Los artículos serán receptados hasta abril de 2012, al correo electrónico crecalde672000@yahoo.com, este valor incluye la publicación en la página web de la Institución, breaks y cena de camaradería.
Costos para asistencia al evento:
Hasta el 1 de julio/2012
Público en general US$ 50
Estudiantes pregrado US$ 20
Estos costos incluyen certificado de asistencia y breaks.
NOTA IMPORTANTE:
Para una mejor atención le agradecemos que nos hagan llegar su ficha de inscripción al correo: crecalde672000@yahoo.com
Áreas Temáticas.
Energías Alternativas y Sustentabilidad Ambiental: En el presente seminario se resaltará impactos ambientales de los biocombustibles, sin embargo no se descartará artículos que tengan relación con la temática energética y ambiental.
Actividades del Coloquio.
1) Conferencias: exposiciones de 1:30 minutos de duración a cargo de invitados especiales.
2) Ponencias: 20 minutos de exposición.
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Este evento lo organizó el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONCYTEC) del Perú, para reunir a profesionales e investigadores relacionados con el tema de energía en la elaboración de una Agenda Nacional de Investigaciones en Energía. Se realizó el día jueves 10 de mayo 2012 y a continuación el programa:
Gracias a la invitación de los organizadores del evento, pude asistir a dar una conferencia tomando como referencia la exposición que se dió en la reunión sobre Cooperación América Latina – Europa organizado por la Embajada de Francia, cosa que está posteado en un anterior blog. A continuación coloco las diapositivas que expuse hoy:
La reunión estuvo bastante interesante y bueno alguien por ahi varias fotitos de la exposición asi que comparto con los visitantes a este blog que esta muy pronto a tener 100 000 hits (o visitas) muchas gracias por ello.
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Este mes de marzo por diferentes motivos le he dedicado algo más de tiempo al blog… y gracias por las visitas de este mes, se ha superado grandemente el record y eso anima a seguir posteando en el blog, esperando que sirva a todos los que lo visitan.
Y para quienes desean ya una asesoría personalizada, no duden en escribirme para darles el servicio.
También sus aportes son bienvenidos, sus preguntas, comentarios, sugerencias, etc… el blog esta hecho para el público hispano, pero ya hay pedidos para hacerlo en inglés, veremos como lo hacemos, si es posible un texto en español, seguido del texto en inglés… alguien desea apoyarme ???
Muchas gracias por las visitas y difúndanlo…. Atte Jorge Mírez
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Hello World… bueno a mi también ya se me hacía algo extraño no estar haciendo simulaciones… pero se acabó. Os presento en esta entrada la simulación de una turbina eólica Gamesa G52 de 850 kW de capacidad. Es una potencia apreciable comparado a las aplicaciones pequeñas que se hace en los países de América Latina, pero … es que se trabaja en estas potencias y se simula en ellas, dado que los fabricantes brindan mayor información sobre las características de funcionaimento.
Obvio que a mayor potencia todos los requisitos de construcción y funcionamiento se incrementan tanto en calidad, que cumplan normas y sobre todo que no fallen. A mayor tamaño más vibraciones, esfuerzos mecánicos, térmicos, flexión, torsión, etc… cosas no consideras en los pequeños diseños de turbinas que resultan ser casi aplicación «exactus in homus» de la fórmula ideal de potencia contenida en el viento.
Espero que les sirva la imagen, el codigo esta contenido en el caja definida por el usario. El eje horizontal es la velocidad del viento en m/s y el eje vertical en kW. La entrada considerada ahora lineal para graficar toda la curva de potencia, puede ser cambiada por valores reales de archivo, y que el modelo arrojaría ya valores de potencia de la turbina.
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Veamos en esta entrada un modelo dinámico que describe las características dominantes de la turbina de viento (en este caso, una turbina de viento clásica) como un primer paso para que luego lo integren con más elementos que lo harán más complejo. La figura muestra una turbina de viento de dos palas con eje de transmisión horizontal que conecta la caja de engranajes hasta el generador. Se tiene momentos de inercia asociados, quizás el mayor momento de inercia está en el gran rotor. El viento aplica un torque aerodinámico Tv sobre el rotor. La red eléctrica o la electrónica de potencia aplica un torque eléctrico Te sobre el generador.
El rotor presenta un momento de inercia Ir y un coeficiente viscous damping Br.Equivalente podemos decir del generador que presenta tambien un momento de inercia Tg y un coeficiente viscous damping Bg. También se dan a saber los coeficientes de rigidez torsional tanto en el eje de baja velocidad como en el eje de alta velocidad. Diferentes ángulos se dibujan en varias partes del sistema, esto debido a la deformación de los materiales producto de los esfuerzos de torsión. De igual manera podemos afirmar también de los ángulos que son configurados para el rotor..
Además de todo esto tenemos la corriente de exitación, la potencia activa y reactiva que son suministrados a la red eléctrica, y también, la frecuencia, voltaje a la salida del generador, fase de la frecuencia, factor de potencia y voltaje en el punto de conexión a la red.
De la figura se puede ya relacionar las variables consiguiendo las ecuaciones del sistema y que lo puedes simular en Matlab/Simulink of MathWork Inc… os espero que le sea de utilidad.
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SIC = Sistema Interconectado Central.
SING = Sistema Interconectado del Norte Grande
Son los dos sistemas eléctricos mas grandes de Chile (acaparán el 99% del consumo nacional chileno)
Se muestra este gráfico dado que el crecimiento económico de Chile ha visto obligado a utilizar combustibles fósibles para compensar la demanda de energía, pero esto ha llevado a subir los costos como se puede apreciar. Entonces el Gobierno de Chile está pensando a mediano y largo plazo el utilizar mecanismos de mejora de la eficiencia energética y de generación de energías renovables no convencionales que compensen y sean un aporte positivo al crecimiento país Chile.
Se muestra la actual distribución de la energía eléctrica por fuente de generación.
Típica casa habitación chilena con paneles solares fotovoltaicos más otras tecnologías que lo hacen más «verde».
Estado actual de las renovables en el sentido de implementación, construcción, buena pro, etc.. en Chile. Se observa un fuerte impulso a lo que es generación eólica.
Fuente:
Estrategia Nacional de Energía 2012 – 2030
ENERGIA PARA EL FUTURO
limpia.segura.económica
Gobierno de Chile
www.gob.cl
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Muchas gracias a todos los visitantes del presente blog… este mes de febrero marcaron nuevo record de visitas, el más alto hasta el momento. Grato compartir con Uds. los temas del blog, favor difundirlo y también gracias a todos aquellos que me escriben pidiendo orientación, información, revisión de sus trabajos, asesoría. Tienen ahi el email y la dirección postal en caso necesario.
Gracias también a todos aquellos que escriben pidiendo orientación, que revise sus trabajos, asesoría, etc… favor difundan el blog y os espero sirva a estudiantes y profesionales.
Gracias nuevamente por las visitas y queda seguir el compromiso de implementar con más el blog… Best regards
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Hola a todos los visitantes, el día viernes 27 de enero del 2012, tengo que exponer mis avances del Proyecto de Tesis que tengo como tema de Doctorado. La hora es a las 2 pm en el Aula de Postgrado de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniería (http://www.uni.edu.pe) en Lima – PERU. Añado también que el tema se hace en cooperación con una Universidad de Aalborg (Dinamarca) y se cuenta también con el apoyo del Centro de Tecnologías de la Información y Comunicaciones (CTIC) de la Universidad Nacional de Ingeniería.
Les dejo con algunos slides de la presentación que se realizará, espero les guste y quedan invitados.
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Las microredes son en pequeña escala, redes de suministro de potencia y calor combinados para alimentar cargas eléctricas y de calor para una pequeña comunidad, tales como una locaidad suburbana, o una comunidad académica o pública tales como una universidad o colegio, un área comercial, un lugar industrial, un conjunto de comercios o una región municipal. Las microgrids (microredes) son escencialmente una red de distribución activa por ella es el conglomerado de sistemas de generación distribuida y de diferentes cargas en el nivel de voltaje de distribución. Los generadores o microfuentes empleados en una microred son usualmente fuentes de energías distribuidas (DER’s) renovables/no convencionales integradas a través de la generación de potencia en el voltaje de distribución.
Desde el punto de vista operacional, las microfuentes pueden estar equipados con interfases de electrónica de potencia (PEIs) y controles para proveer la flexibilidad requerida asegurando la operación como un único sistema y mantener la salida de potencia y calidad de energía especificados. Esta flexibilidad del control permite a las Microredes actuales ser las primeros sistemas de suministro de energía con una única unidad controlada para satisfacer necesidades de energía locales con fiabilidad y seguridad.
Las diferencias clave entre una Microred (microgrid) y una planta de energía convencional son las siguientes:
- Las microfuentes son de muy pequeña capacidad con respecto a los grandes generadores en las plantas de energía convencionales.
- La potencia generada en voltaje de distribución pueden ser directamente entregados a la red eléctrica de distribución.
- Las microfuentes son normalmente instaladas cerca a los usuarios con las premisas que las cargas eléctricas y de calor pueden ser eficientemente alimentadas con voltaje y frecuencia satisfactoria y despreciables pérdiads en conductores.
Las características técnicas de una Microred permiten ser adecuadas para suministrar energía a remotas áreas de un país cuando el suministro desde la red nacional es dificil debido a la topología o cortes frecuentes del servicio debido a condiciones climáticas severas o perturbaciones causados por el hombre.
Desde el punto de vista de la red nacional, la principal ventaja de la Microred es que esta es tratada como un entidad controlada dentro del sistema de potencia. Ella puede ser operada como un simple carga adicional. Esto comprueba su fácil controlabilidad y conformidad con las reglas y regulaciones de la red sin perjudicar la fiabilidad y seguridad del suministro eléctrico. Desde el punto de vista del cliente usuario, las microredes son beneficiosas para localmente satisfacer requerimientos de calor/electricidad. Pueden suministrar potencia ininterrumpida, mejorar la fiabilidad local, reducir pérdidas en alimentadores y proveer soporte local de voltaje. Desde el punto de vista medio ambiental, las microredes (Microgrid) reduce la polución del medio ambiente y calientamiento global a través de la utilización de tecnologías de bajo carbono.
Sin embargo, para lograr una operación estable y segura; varios problemas del tipo económico, regulatorio y técnicos tendrán que ser resueltos antes de que las microredes pueden ser algo trivial. Algunas áreas problemáticas que requiren la debida atención son la intermitencia y la naturaleza de dependencia climática de la generación de los DERs, baja energía que contienen los combustibles y falta de estándares y regulaciones para la operación de las Microredes (microgrid) en sincronismo con la red eléctrica (interconectado). El estadio de tales problemas requiere muchas investigaciones en tiempo real y fuera de línea, los cuales se están haciendo por institutos de investigación y de ingeniería en diversas partes del mundo.
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Como ha sido costumbre durante el año 2011, cada mes he venido presentando la cantidad de visitas a este blog, mediante una figura copia de la sección de estadísticas que da WordPress. Este mes de diciembre ha sido muy fructífero, dado que ha habido una importante cantidad de visitas, a pesar del poco tiempo que le dedique a hacer nuevas entradas al blog, obligado por la agenda recargada entre docencia, estudios de doctorado en física y trabajos otros.
Muchas gracias por visitar el blog y por recomendarlo… este año 2012, me he propuesto nuevas metas que espero compartir con todos los internautas interesados en el tema no sólo en este blog sino en los otros blogs que administro también.
Recuerden que se da asesoria en temas de energías renovables, desarrollo de tesis pregrado y postgrado, trabajos de investigación, lo desarrollamos coordinadamente con los interesados….
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Un generador eólico sigue la curva de potencia que se aprecia en la figura de la presente entrada, la cual es característica de cada máquina y es obtenida por los fabricantes en sus laboratorios con condiciones especiales para su elaboración, la cual está normalizada según la norma iEC-61400.
Los objetivos de los sistemas de control de los SCEE en relación con la potencia son básicamente dos. El primero, en la región 2, es maximizar la extracción de energía eólica donde las velocidades del viento son bajas y las cargas estructurales también son relativamente pequeñas. El segundo objetivo, en la región 3, con velocidades de viento altas y con un crecimiento dramático de las estructurales, es limitar dichas cargas pero manteniendo la producción de potencia eléctrica, por lo que es necesario limitar la potencia a un valor nominal. Si se superan las velocidades de viento de la región 3, el sistema hará un paro forzado de la máquina, protegiéndola de cargas aerodinámicas excesivamente altas que puedan generar daño a los equipos y a las personas.
La curva del coeficiente de potencia representa el desempeño de la turbina eólica para la extracción de la máxima potencia. Para cada valor de la relación de velocidad de punta (\lambda) existe un valor máximo de Cp . Cuando la velocidad del viento cambia, \lambda varía y para mantener el coeficiente de potencia en su valor óptimo es necesario variar el ángulo de paso \beta, éste es el principio fundamente para el control de la potencia de los SCEE.
Básicamente, hay dos formas de limitar la potencia de salida cuando la velocidad del viento es la nominal o cuando está por encima de ella.
La primera forma, conocida como regulación por pérdida de sustentación (stall regulation), se da aumentando el ángulo de ataque de modo que el flujo de aire se separe del perfil aerodinámico del aspa en el lado de succión. La regulación por stall puede ser pasiva o activa; pasiva, las aspas son fijas y se diseñan para que cuando la velocidad del viento alcance la nominal, el flujo de aire se desprenda de la cara contra el viento; activa, cuando se giran las aspas del rotor de tal forma que aumente el ángulo de ataque.
La segunda forma es conocida como regulación por cambio en el ángulo de paso (pitch regulation) que se presenta cuando se giran las aspas de tal forma que el ángulo de ataque disminuya.
Los SCEE, dependiendo de su construcción tienen diferentes lazos de control. Entre los más importantes se encuentran: el control del cambio del ángulo de paso, utilizado para regular la potencia de salida en la velocidad de viento nominal o por encima de ella y para seguir una curva de potencia predefinida en el arranque o paro de la máquina; el control del torque del generador, que sirve para la regulación de la velocidad rotacional de los SCEE de velocidad variable; y el control de orientación (yaw control), el cual permite encontrar la dirección en donde la velocidad del viento es máxima.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
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Ángulo de paso (pitch angle): Es el ángulo que se forma entre el plano de rotación del rotor y la cuerda del perfil aerodinámico del aspa.
Ángulo de ataque (attacl angle): Es el ángulo que se forma entre la línea que lleva la dirección de la velocidad relativa del viento y la cuerda del perfil aerodinámico del aspa.
Coeficiente de potencia: Es la relación entre la potencia mecánica extraída del aire y la potencia eólica disponible.
Cuerda del perfil aerodinámico: Es la línea recta que une el borde de salida del perfil con el punto más lejano a éste en el borde de ataque del aspa.
Relación de velocidad de punta (Tip speed ratio): Es la relación entre la velocidad lineal en la punta del aspa y la velocidad del viento perpendicular al plano de rotación.
Sustentación (Lift): Es un concepto aerodinámico que describe la fuerza que sostiene en vuelo a las aeronaves y que se representa cuando el flujo del aire, ó viento para los SCEEE, es laminar y se adhiere tanto a la capa superior como a la inferior del perfil aerodinámico.
Pérdida de sustentación (Stall): Se da cuando el flujo de aire o viento en el perfil aerodinámico deja de ser laminar al aumentar el ángulo de ataque, disminuyendo la potencia del rotor.
SCEE de velocidad constante: Son las máquinas que tienen generadores conectados directamente a la red eléctrica y por tanto la frecuencia de la red limita su velocidad de rotación. Generan cargas dinámicas robustas.
SCEE de velocidad variable: En los sistemas de velocidad variable, la velocidad de rotación de la turbina cambia continuamente con la velocidad del viento y requiere un conversor electrónico de potencia para convertir la potencia de frecuencia variable a la frecuencia constante de la red eléctrica.
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Explico en forma genérica de que elementos se compone un sistema de conversión de energía eólica (SCEE):
Un generador eólico o aerogenerador es un equipo que capta la energía cinética del viento convirtiéndola en energía eléctrica. A continuación las partes más importantes de un SCEEE.
Rotor: Es el que transforma la energia cinética del viento en la energía mecánica que se utiliza para impulsar el generador elécrico. Se compone de aspas o palas (blades), el cubo (hub) en donde se ensamblan las aspas, y la nariz, que es la punta frontal en forma de cono, y que se utiliza para evitar turbulencias en el centro del rotor.
Sistema de transmisión mecánica: Está compuesto del eje principal o eje de baja velocidad, la caja de engranajes, y el eje de alta velocidad. El eje principal es el que transmite el torque aerodinámico del rotor al sistema del generador. La caja de engranajes (gear box) es la que convierte la velocidad del rotor que es baja, a una velocidad alta para que un generador convencional pueda producir electricidad. El eje de alta velocidad es el que le entrega la potencia mecánica al generador directamente.
Generador eléctrico: Es el encargado de convertir la energía mecánica en energía eléctrica. En los SCEE se han utilizado tanto generadores asíncronos como síncronos.
Sistema de orientación: El sistema de orientación está compuesto generalmente por un servomecanismo que gira la góndola en la dirección del viento sensada por una veleta.
Sistema de control: Está compuesto por sensores, actuadores y un controlador principal que tiene diferentes funciones: regulación de potencia, control de la velocidad, control de voltaje, arranque y paro de la máquina, orientación de la turbina, control de otras variables como son la temperatura y vibración.
Sistema de seguridad: El sistema de seguridad generalmente tiene como función llevar al aerogenerador a una condición segura y estable, para las personas y para el mismo equipo. Se compone de los sistemas de frenado, sistemas de detección de altas temperaturas, presiones y vibraciones.
Góndola (canelle): Es la cápsula o encerramiento que protege al generador, a los sistemas de transmisión y orientación y a otros componentes. Se acopla a la torre y al rotor.
Torre: Es el soporte de la góndola y del rotor, es de diseño robusto para soportar toda la dinámica de la turbina eólica.
Los componentes de un generador eólico se muestran a continuación en la siguiente figura:
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Es una compensación a la salida de un parque eólico, dado que el mismo hecho de hacer esto, el control de la transmisión de potencia tienen que tenerlo en cuenta. Las oscilaciones de potencia y el colapso del voltaje puede estar presentes. En la figura de la presente entrada se muestra una posible solución el cual usa thyristor-controlled series compensation (TCSC) [en buen cristiano: compensación en serie controlado por tiristores] a la salida del parque eólico. El TCSC cambia el valor del capacitor equivalente por conexión/desconexión del inductor conectado paralelamente. De esta forma, una capacitor variable puede ser obtenido y puede ser ajustado para incrementar la estabilidad dinámica de la transmisión de potencia, mejorando la regulación del voltaje y el balance de potencia reactiva, y control de flujo entras las líneas de la red. Los casos posibles de funcionamiento se presentan en la siguiente figura:
Se hizo el modelamiento de esta configuración y luego la simulación que puede ser modificada según lo que se desea analizar, ambos en Matlab/Simulink, lográndose un resultado equivalente al mostrado en la segunda figura variando obviamente el ángulo, el resultado de la simulación se da en la siguiente figura:
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La figura ilustra una unidad de generación eólica conectada a un red eléctrica a través de una impedancia equivalente de cortocircuito Z_{k}. El voltaje de la red eléctrica es asumida como el valor infito del busbar y el voltaje del punto de común acoplamiento (PCC) son U_{s} y U_{g}, respectivamente. Variaciones de voltaje causadas por fluctuacion de la generación eólica pueden causar problemas de calidad de voltaje. Entonces acá lo importante es calcular la diferencia entre U_{s} y U_{g}.
Se utilizo las ecuaciones para este caso, se modeló en Matlab/Simulink y se obtuvo el siguiente resultado del cual se puede modificar para casos particulares a analizar:
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ASAMBLEA NACIONAL DE RECTORES
COMISIÓN DE COORDINACIÓN INTERUNIVERSITARIA
V CONCURSO NACIONAL DE TESIS DE POSGRADO DE MAESTRÍA Y DOCTORADO
PREMIO ANR – 2011
MAESTRÍA
CIENCIAS
Primer puesto
Nombre: MG. JORGE LUIS MÍREZ TARRILLO
Título: Simulación de una Microgrid de voltaje continuo/ alterno alimentado con fuentes solar, eólica, baterías y convencional
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Agradezco a la Asamblea Nacional de Rectores por tal reconocimiento.
«La ceremonia de premiación se llevará a cabo el día jueves 15 de diciembre de 2011 a las 10 am, en la sala N° 2 del auditorio; y en caso de que no lleguen las tarjetas de invitación por temas del currier, ustedes pueden venir con sus familiares y amigos», es lo que han escrito los organizadores, quedan invitados.
La dirección es:
ASAMBLEA NACIONAL DE RECTORES
COMISIÓN DE COORDINACIÓN INTERUNIVERSITARIA
Calle Aldabas Nº337
Las Gardenias – Surco
Lima – 33-Perú
Como referencia queda cerca a la Universidad Ricardo Palma, y, cerca a la intersección de la Vía de Evitamiento con la Av Benavides (Surco)…
Pueden visitar: http://www.anr.edu.pe
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Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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