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Control en Aerogeneradores

 El controlador es el componente inteligente de un aerogenerador, y responsable en gran medida de la reducción del LCOE, gracias al impacto directo que tiene sobre el coste de sus componentes estructurales, así como en la cantidad de energía que produce. CENER cuenta con amplia experiencia en el desarrollo, diseño y puesta en marcha del sistema de control del aerogenerador, habiendo incluso implantado nuestro controlador en turbinas comerciales que estaban ubicadas en tres continentes. Disponiendo de una solución de control para aerogeneradores terrestres y marinos, el dominio de este componente virtual del aerogenerador es fundamental para el desarrollo de la tecnología eólica, terrestre y marina, así como para entender y mejorar la operación de los aerogeneradores y de los parques de aerogeneradores.

 

Parque eólico experimental de CENER.

Control en Parques Eólicos

La gestión y operación de los parques eólicos es una tecnología todavía en desarrollo, que pretende operar el parque como un único sistema integral, frente a la visión tradicional que apuesta por operar las máquinas de forma independiente.  Para poder desarrollar ésta y otras tecnologías, es necesario estudiar y analizar el comportamiento del aerogenerador. Para ello es fundamental tener un conocimiento profundo sobre el control de la máquina, entre otras cosas, además de  entender cómo actúa y sufre un aerogenerador,  las consecuencias que le provocan los  cambios en su operación, etc.  Solventar estas cuestiones sólo es posible a través de modelos aeroelásticos como los que usan los fabricantes para el diseño de sus aerogeneradores de mayor potencia. CENER ha desarrollado la tecnología para poder reproducir estos modelos, con los que es posible predecir con gran precisión la producción y cargas mecánicas que ha sufrido en el pasado y sufrirá en el futuro un aerogenerador.

La conjunción por tanto del comportamiento dinámico, a través de su control y modelo numérico, permite incrementar el rendimiento de un parque eólico gracias a las soluciones de gestión y control de un parque, permitiendo aumentar la producción del mismo como sistema único, al tiempo que posibilita extender la vida de los aerogeneradores que lo componen sin perder producción en los parques. Este conocimiento es por tanto de gran utilidad para el gestor de un parque, ya que proporciona un considerable ahorro económico y de tiempo a la hora de planificar la estrategia de explotación de las máquinas de un parque eólico.

El desarrollo del control del parque tiene un hito importante a través del proyecto europeo Horizonte 2020  CL-WINDCON, liderado por CENER,  en el que los investigadores de nuestro Departamento de Energía Eólica están desarrollando un control holístico del parque, que priorice la optimización de su producción total frente a las que se producen individualmente en cada una de las turbinas.

 

Energy Management System

La microrredes son sistemas de generación eléctrica que permiten la distribución de electricidad hacia los consumidores o cargas, utilizando tecnología digital y favoreciendo la integración de las fuentes de generación de origen renovable, con el objetivo de ahorrar energía, reducir costes e incrementar la fiabilidad de suministro.

Los encargados de realizar esta gestión inteligente de la energía son los llamados Energy Management Systems (EMS).

CENER ha diseñado su propio EMS, basado en una plataforma hardware tipo HMI (Human Machine Interface), consistente en un PC industrial con pantalla táctil.

El HMI aporta soluciones novedosas no solo a la configuración inicial y puesta en marcha de una microrred, sino también al control y gestión de la misma durante el periodo de operación. El HMI integra su propio sistema SCADA, o bien puede ser compatible con uno existente para el control de los elementos que componen la microrred. Asimismo, su software integra dos niveles o módulos adicionales:

  1. Módulo de gestión y optimización de energía. Este módulo incluye las estrategias de gestión de la instalación; es decir, cómo cumplir con los objetivos o funcionalidades que se solicitan y, en consecuencia, optimiza el estado de carga de los sistemas de almacenamiento durante un periodo determinado.

 

  1. Módulo de comunicación, gestión y almacenamiento de datos, errores y alarmas. El HMI de CENER ha sido validado en proyectos de alta complejidad, con diferentes tecnologías de generación renovable, generación fósil y sistemas de almacenamiento, y está disponible para el sector asociado a varios niveles de servicio.
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