Figura 3.9. Modelo del Aerogenerador de Imanes Permanentes.
A continuación se representan las señales de salida del Generador de Imanes Permanentes, el voltaje y la corriente de salida se reflejan en las figuras 3.10 y 3.11 respectivamente.
Figura 3.11. Señal de corriente a la salida del generador de Imanes Permanentes. Todas las simulaciones anteriormente expuestas se realizaron de forma independiente, elemento por elemento, luego de analizarlas se prosiguió a simular el comportamiento del generador de imanes permanentes funcionando dentro del sistema hibrido Eólico- Fotovoltaico-Diesel. Se arribaron a resultados positivos, los cuales se dejan planteados a continuación, estos resultados son las señales de corriente y voltaje del generador. En las figuras 3.12 y 3.13 se representan estos dos parámetros.
Figura 3.12. Señal de corriente del generador de imanes permanentes funcionando dentro del sistema hibrido.
Figura 3.13. Señal de voltaje del generador de imanes permanentes funcionando dentro del sistema hibrido.
Las simulaciones que arribaron a los resultados anteriores se realizaron para un tiempo de 0.013 segundos. Se puede apreciar la similitud en las ondas de salida del generador de imanes permanentes en su operación fuera y dentro del sistema hibrido. Las simulaciones para las características específicas del sistema híbrido Eólico-Fotovoltaico-Diesel muestra resultados favorables a tener en cuenta, para lograr un funcionamiento adecuado, dentro de los requerimientos deseados.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1) La mayoría de los Sistemas Híbridos Eólicos-Fotovoltáicos aislados de la red utilizan generadores de imanes permanentes y en pocas ocasiones se utilizan sistemas de emergencia.
2) El sistema diseñado, utilizando un convertidor multinivel presenta una onda de salida de mejores características que utilizando un convertidor de dos niveles. 3) El sistema Híbrido Eólico-Fotovoltáico-Diesel implementado en
Matlab/Simulink cumple con los requerimientos deseados, basándonos en los resultados obtenidos de cada una de las simulaciones. Mostrándonos la efectividad del software empleado.
Recomendaciones
1) Simular el sistema estudiado para diferentes estados de carga.
2) Utilizar otros tipos de generadores, con diferentes características eléctricas y magnéticas que el generador de imanes permanentes.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Carrillo González, Camilo. Cidras Pidre, José: Tesis Análisis y Simulación de Sistemas Eólicos Aislados, Universidad de Vigo, Julio 2001.
[2] Pacco Ramírez, Karina: Sistema Hibrido Eólico Fotovoltaico. [3] Novo, Raúl y Hernández, Luis: revista Energía y Tú.
[4] www.energia-solar-fotovoltaica.info [5] www.oretano.iele-ab.uclm.es
[6] www.sitiosolar.com [7] www.solarpraxis.de
[8] Kostenko, Tomo II; Voldek Tomo I.
[9] Chinchilla Sánchez, Mónica: “Control de un sistema de generación eólica de velocidad variable con generador sincrónico multipolar de imanes permanentes acoplados a la red”. Tesis doctoral. Madrid, España. Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática, 2001.
[10] Tapia, Juan A: Notas de clases. “Introducción al Diseño de Máquinas Eléctricas”. Concepción, Chile. Universidad de Concepción. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Eléctrica, 2003.
[11] Cabello, Alexis. Restrepo, José. Guzmán A, Víctor: Modelo dinámico de la máquina de reluctancia conmutada aplicado a simulaciones de procesadores digitales de señales. Marzo 2006.
[12] Castro, Elio. Morera, Mario. Muñoz, Javier: Análisis por medio de la simulación de un accionamiento con motor de reluctancia conmutada. Energética Vol. XXIX, No. 1/2008.
[13] J. Wolff, G. Gómez: ENERGIA - JULIO/AGOSTO 1997, No 4, pág. 113-115
[14] Morales Caporal, Marco Antonio: Tesis: Energía Eólica y Diseño de Control de Voltaje y Frecuencia para un Convertidor de Potencia con topología CA/CD-CD/CA, paginas 27-29, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Mexico D.F, Junio 2009.
[15] Sistemas de Generación Eléctrica para Aerogeneradores, Curso RED RIGE-UTE, Página 9-11, Montevideo Uruguay.
[16] Cuenca Garrido, Patricia; Proyecto fin de carrera: Diseño e Integración de Instalación de un Sistema de Producción de Energía Eólica Doméstica; paginas 67-68; Universidad Carlos III de Madrid; Escuela Politécnica Superior; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Ingeniería Industrial; Madrid, 18 de Marzo de 2009.
[17] Pérez, Asdrúbal; Tesis: Convertidores Multinivel para Sistemas de Energía Eólica; paginas 31-45; Universidad Central “Marta Abreu” de las villas; Facultad de Ingeniería Eléctrica.
[18] ESTUDIO DE CAMPO DE LA GENERACIÓN HÍBRIDA DIESEL/RENOVABLE PARA ELECTRIFICACIÓN RURAL; Pablo Díaz - [email protected] Rafael Peña - [email protected] Universidad de Alcalá, Escuela politécnica Superior Carlos Alberto Arias – [email protected] Daniel Sandoval – [email protected] Empresa Jujeña de Servicios Energéticos Dispersos (EJSEDSA)
ANEXOS
Sistema Mixto Eólico-Solar sin conexión a red
Principalmente, el sistema de generación mixto eólico-solar para sistemas aislados de la red eléctrica consta de unos paneles fotovoltaicos, de un aerogenerador de eje vertical y de un conjunto de baterías. Todos ellos están gestionados por una electrónica de Control de alta calidad ubicada en una caseta que la protege de la intemperie (Figura 1). Toda la generación de energía renovable es consumida directamente por el usuario y/o es almacenada en las baterías (Figura 2). Cuando ni el viento ni el sol son suficientes para satisfacer la demanda, las baterías aportan la energía necesaria, pudiendo abastecer al usuario durante varios días. Es más, existe la posibilidad de disponer de un grupo electrógeno que entre en funcionamiento cuando ni siquiera las baterías sean capaces de satisfacer las necesidades de consumo.
Por otro lado, el sistema electrónico dispone de un módulo de comunicaciones con el que se podrá monitorizar desde cualquier parte del planeta, el estado de todo el conjunto, desde la
producción eólica y solar hasta el consumo y la carga de las baterías. Se incluye, además, una pequeña estación meteorológica para conocer la temperatura ambiente y
la de los paneles, la velocidad del viento y la irradiación solar. Así, se conocerá con mayor precisión si el rendimiento del sistema es el óptimo.
Figura 1 Generador Kliux.
Figura 3. Elementos generales del sistema.