Overall Description of Wind Power Systems

Descripción general de sistemas de potencia eólicos

Este artículo presenta una visión general de las principales características de los sistemas eólicos, también se hacen consideraciones acerca de modelos para simulación y sobre las técnicas Maximum Power Point Tracker (MPPT) más utilizadas. Algunos resultados de simulación se presentan y se dan conclusiones al respecto.

1 INTRODUCCIÓN

Los sistemas de generación basados en fuentes de energía alternativas se han convertido en una opción más fuerte ante la creciente demanda de energía y el propósito de reducir el uso de combustibles fósiles. El desarrollo de la moderna tecnología de conversión de la energía eólica se viene produciendo desde los años 70, y se ha acelerado a partir de los 90 [1]. Estas aportaciones han ido acompañadas de importantes avances en los dispositivos de electrónica de potencia y en los procesadores de señales que favorecen un mayor desarrollo de este tipo de sistemas. Los sistemas de conversión de energía eólica (WECS), tienen un crecimiento medio anual del 30% durante los últimos diez años, la mayoría de ellos se encuentran en Alemania, España, Estados Unidos, Dinamarca e India [1], sin embargo países como Nueva Zelanda e Irlanda han aumentado la penetración de sus sistemas eólicos [2]. Una de las áreas de investigación más innovadoras es la modelización y el control de los sistemas eólicos. El diseño de una interfaz entre la fuente de energía y la carga, capaz de hacer funcionar el sistema en condiciones adecuadas, es uno de los principales retos actuales. Por ello, una de las primeras tareas es la definición de las características del sistema: el aerogenerador, el generador, la interfaz de potencia y la carga. Todos estos componentes deben participar en el modelado y la implementación de la tecnología de control.

Los aerogeneradores pueden funcionar de dos maneras diferentes: con velocidad fija o con velocidad variable. Los aerogeneradores de velocidad fija están equipados con un generador de inducción; están diseñados para funcionar con la máxima eficiencia a una velocidad de viento determinada [3]. Este tipo de aerogenerador tiene la ventaja de ser sencillo y barato, pero el inconveniente de ser poco controlable e inestable [4]. Por otro lado, los aerogeneradores de velocidad variable están diseñados para trabajar con la máxima eficiencia en un amplio rango de velocidad del viento. Suelen estar equipados con un generador de inducción o síncrono [3], y aunque su sistema eléctrico es más complejo que el de un aerogenerador de velocidad fija, tienen la ventaja de aumentar la energía capturada y mejorar la calidad de la potencia mediante acciones de control implementadas en la interfaz de potencia [5].