Estimación del coeficiente de potencia en turbinas eólicas
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Resumen
Este trabajo se enmarca en el desarrollo de gemelos digitales en el ámbito de la generación de energía mediante parques eólicos. Para desarrollar estos gemelos y aplicarlos a distintos parques reales, uno de los problemas que aparece es la existencia de una gran variedad de turbinas eólicas con distintas características. Normalmente los fabricantes proporcionan información muy limitada, y entre los datos que se suelen suministrar, está la curva potencia-viento. Sin embargo, uno de los parámetros clave en el modelado matemático de una turbina es el coeficiente de potencia, sobre todo en las actuales, en las que la regulación de potencia se hace con el ángulo de pitch, y por tanto dicho coeficiente depende, no solo del tip-speed-ratio (TIP) sino también del ángulo de pitch. En este artículo se propone una metodología para calcular la familia de curvas del coeficiente de potencia a partir de las curvas potencia-viento de los fabricantes.
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Ahmed, D.; Karim, F.; Ahmad, A. Design and modeling of low-speed axial flux permanent magnet generator for wind based micro-generation systems. In Proceedings of the 2014 International Conference on Robotics and Emerging Allied Technologies in Engineering (iCREATE), Islamabad, Pakistan, 22–24 April 2014; pp. 51–57.
Carranza, O., Reyes, V., Rodríguez, J.J., Ortega, R., 2023. Comparison of Power Coefficients in Wind Turbines Considering the Tip Speed Ratio and Blade Pitch Angle. Energies 2023, 16, 2774.
D. Marten. 2019. QBlade: A Modern Tool for the Aeroelastic Simulation of Wind Turbines. PhD thesis, TU Berlin. DOI: 10.14279/depositonce-10646.
Jonkman, J., Butterfield, S., Musial, W., & Scott, G., 2009. Definition of a 5-MW reference wind turbine for offshore system development. Contract, February, 1–75. http://tethys-development.pnnl.gov/sites/default/files/publications/Jonkman_et_al_2009.pdf DOI: 10.3923/ijbc.2010.190.202
Freeman, J., Jorgenson, J., Gilman, P., & Ferguson, T., 2014. Reference Manual for the System Advisor Model’s Wind Power Performance Model.
González, M. E., Vázquez, F., & Morilla, F. (2010). Control multivariable centralizado con desacoplo para aerogeneradores de velocidad variable. RIAI - Revista Iberoamericana de Automatica e Informatica Industrial, 7(4), 53–64. DOI: 10.4995/RIAI.2010.04.08
Mathew, S., 2007. Wind energy: Fundamentals, resource analysis and economics. DOI: 10.1007/3-540-30906-3/COVER
Manyonge, A. W., Ochieng, R. M., Onyango, F. N., & Shichikha, J. M., 2012. Mathematical Modelling of Wind Turbine in a Wind Energy Conversion System: Power Coefficient Analysis. Applied Mathematical Sciences, 6(91), 4527–4536.
Mur Amada, J. (2009). Curso de energía eólica. Master Europeo En Energías Renovables y Eficiencia Energética, 108.
Rodríguez, J. L., Burgos, J. C., Arnalte, S., 2003. Sistemas eólicos de producción de energía eólica. Rueda S.L.
Safont, J., 2016. Simulador generador eléctrico doblemente alimentado. In PhD Thesis, pp. 21-25.
Shi, G.; Zhu, M.; Cai, X.; Wang, Z.; Yao, L. Generalized average model of DC wind turbine with consideration of electromechanical transients. In Proceedings of the IECON 2013—39th Annual Conference of the IEEE, Vienna, Austria, 10–13 November 2013.
T. Ackermann, “Wind Power in Power Systems,” 2005. [Online]. Available: http://www.ets.kth.se/ees , pp. 562-563.