Propuesta de electrónica de potencia para la protección y optimización del desempeño de una turbina eólica de baja potencia conectada a la red eléctrica de baja tensión

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Damián Marasco
Ruben Domingo Bufanio
Gustavo Monte
Norberto Scarone
Ariel Agnello
Andrés Zappa
Mariano Amadio
Carlos Wild Cañon

Resumo

Las turbinas eólicas pequeñas “SWT, de sus siglas en inglés” han sido una opción común para la electrificación rural durante décadas recientes. Pero hace algunos años se vienen desarrollando diversas opciones de electrónica de potencia para vincular de manera adecuada estos sistemas a la red eléctrica, que más allá de los desafíos técnicos, la conclusión es la poca existencia de convertidores de potencia comerciales para energía eólica en el orden o por debajo del kW de potencia, donde la mayoría de las empresas han incursionado sus desarrollos hacia la energía solar fotovoltaica, (PV). A pesar de esto, y dado la necesidad en la Argentina de poder seguir aprovechando la energía eólica en pequeña escala, pero con vinculación a la red eléctrica, y de las diferencias conceptuales con la solar PV, este trabajo, a través de lo hecho en el programa SWTOMP entre UTN FRN, INTI, CIEMAT, y otras instituciones, propone una alternativa de electrónica de potencia, del tipo chopper, (de código abierto o uso libre). Adecuando estos convertidores a la eólica de baja potencia (menor a algunos kW), y en principal para ello desarrollando un novedoso y simple control, que proteja, debido a las rápidas variaciones del recurso eólico, tanto al sistema mecánico por sobre velocidades de giro como al inversor de sobretensiones. Por otra parte, ubique al aerogenerador en un estado general cercano al óptimo según sus especificaciones. Por lo tanto, se muestra el desarrollo tecnológico y los auspiciosos primeros resultados, por medio de las medidas tomadas en el laboratorio de evaluación de aerogeneradores que posee el INTI en CutralCó-Neuquén, Patagonia Argentina, sobre un aerogenerador de 1kW de la firma EOLOCAL.

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Como Citar
Marasco, D., Bufanio , R. D., Monte, G., Scarone, N., Agnello , A., Zappa, A., Amadio, M., & Wild Cañon, C. (2023). Propuesta de electrónica de potencia para la protección y optimización del desempeño de una turbina eólica de baja potencia conectada a la red eléctrica de baja tensión. Ingenio Tecnológico, 5, e045. Recuperado de https://ingenio.frlp.utn.edu.ar/index.php/ingenio/article/view/83
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Trabajos destacados del “XI Seminario de Energía y su Uso Eficiente”

Referências

Resolución 349/2021 del Ministerio de Economía de Argentina: Contratación del Diseño, Construcción y Puesta en Operación de Cinco Plantas de Generación Fotovoltaica y Eólica con Almacenamiento, Integradas a una Mini Red dentro del Programa PERMER: https://www.boletinoficial.gob.ar/detalleAviso/primera/243511/20210426.

Ley 27424. (2018). Fomentar la Generación de Energía a partir de Fuentes Renovables para Autoconsumo y la Inyección de Excedentes al Sistema Interconectado en Argentina. https://www.argentina.gob.ar/economia/energia/generacion-distribuida.

Bufanio R., Arribas L., de la Cruz J., Karlsson T., Amadío M., Zappa A., Marasco D. (2022). An update on the electronic connection issues of low power SWTs in AC-coupled systems: a review and case study. Energies, MDPI.

Arifujjaman, Md.; Iqbal, M.T.; Quaicoe, J.E.(2009) Performance Comparison of Grid Connected Small Wind Energy Conversion Systems. Wind. Eng., 33, 1–18.

de Freitas, T.R.; Menegáz, P.J.; Simonetti, D.S. (2016). Rectifier topologies for permanent magnet synchronous generator on wind energy conversion systems: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 54, 1334–1344.

Arifujjaman, Md.; Iqbal, M.T.; Quaicoe, J.E. (2011). Power Electronics Reliability Comparison of Grid Connected Small Wind Energy Conversion Systems. Wind. Eng. 35, 93–110.

Wood, D. (2011). Small Wind Turbines: Analysis, Design and Application. Springer: Berlin/Heidelberg, Germany.

C. Lumbreras; J. M. Guerrero; P. Garcia, F. Briz; and D. Daz Reigosa. (2016). Control of a Small Wind Turbine in the High Wind Speed Region. IEEE Transactions on Power Electronics, VOL. 31, NO. 10, October 2016.

Power One. AuroraWind Box Interface. Installation and Operator’s Manual. (2009). Disponible en linea: https://alternateenergycompany.com/pdf/powerone/PowerOne_pvi-7200-wind_interface.pdf (acceso diciembre 2021).

Tristar-MPPT. (2014): https://www.solar-electric.com/lib/wind-sun/TriStar%20MPPT%20150V%20and%20600V%20Wind%20Charging%20Control%20Info.pdf (acceso diciembre 2021).

G. Catuogno; L. Villa; J. Alinei; C. Catuogno. (2020). Open source Hardware Technology, a sustainable solution to achieve energy for all the global south. In Proceedings of the VIII International Conference on Sustainable Development (ICSD2020), New York, NY, USA, 21–22 September 2020.

Bianchi, F. (2007). Wind Turbine Control Systems; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany.