CONTROL `GAIN SCHEDULING´ DE UNA TURBINA EÓLICA DE PASO VARIABLE Y VELOCIDAD FIJA PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

INTHAMOUSSOU F. A.; MANTZ R. J.; BIANCHI, F.D.; DE BATTISTA H.

Córdoba

Congreso; Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía ? HYFUSEN 2013; 2013

CNEA

La energía eólica aparece actualmente como la fuente de energía renovable más competitiva desde el punto de vista económico para la producción de hidrógeno mediante electrólisis. Dado que los electrolizadores no están diseñados para operar con los suministros fluctuantes de potencia característicos de la energía eólica, la conexión de electrolizadores a turbinas eólicas requiere de ciertos cuidados y de estrategias de control apropiadas. La arquitectura del sistema considerado consta de una turbina eólica de paso variable que impulsa un generador asincrónico jaula de ardilla conectado directamente a la red eléctrica y paralelamente, por medio de un rectificador controlado, a un electrolizador. Así, la red eléctrica impone la velocidad de rotación de la máquina y provee al generador la potencia reactiva para su funcionamiento. Potencialmente podría también suministrar parte de la potencia requerida para la operación del electrolizador en condiciones nominales o recibir el exceso de potencia activa producida por la turbina. El objetivo del trabajo es controlar las potencias generada y consumida a un mismo valor (de manera de no intercambiar potencia media con la red) compatible con la disponible en el viento y con las especificaciones del electrolizador. La potencia capturada por la turbina es controlada mediante la rotación de las palas. Debido a que la turbulencia tiene un espectro en frecuencia que excede el ancho de banda del control del ángulo de paso, aparecen fluctuaciones en la potencia capturada que se derivan a red en lugar de inyectarse al electrolizador. Es decir, la red opera además como filtro para las fluctuaciones de potencia activa producto del desbalance transitorio entre la potencia producida por la turbina eólica y la consumida por el electrolizador. Se propone un control basado en la teoría LPV que provee un marco formal y herramientas útiles para el diseño de controladores `gain scheduling´.