Título :	Control experto para la obtención de la máxima potencia en un generador eólico
Autor(es):	Ernesto Chavero Navarrete
Palabras clave:	Energía eólica Control de pitch Sistema experto de control
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	21-sep-2020
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Doctorado en Ingeniería
Resumen:	Aprovechar las condiciones del medio ambiente para la generación de energía es clave para cumplir con la demanda energética creciente, una opción es el uso de la energía eólica. El principal desafío es generar la máxima potencia en una amplia gama de velocidades de viento. Para mitigar los efectos de los cambios en la velocidad de viento y garantizar la velocidad de rotación deseable, el ángulo de incidencia entre el perfil aerodinámico de la pala y la dirección del viento debe ser ajustable. Para ello, las palas giran alrededor de su eje longitudinal, lo que se conoce como control de pitch. Un controlador clásico del tipo Proporcional-Integral-Derivativo (PID), o cualquiera de sus variantes, funciona correctamente cuando la dinámica del sistema es estable, pero no cuando hay transitorios en el sistema. Estas perturbaciones son ocasionadas por vientos atípicos como ráfagas o turbulencias debidas a obstáculos en la trayectoria del viento como edificios o árboles. Por tanto, se requiere de un controlador adaptable a las condiciones inestables del viento. Para resolver este problema de control no lineal, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar un sistema experto de control, análogo al sistema de aprendizaje humano, donde, a través de los datos históricos que caracterizan el viento local, el modelo dinámico del objeto de prueba y una medición anticipada de la velocidad del viento, proporcione soluciones que ofrezcan un mejor desempeño. Como objeto de prueba se utilizó el modelo de un aerogenerador horizontal tripala de 14 KW, un área de barrido de 65 m2 y una velocidad de viento nominal de 8 m/s, instalado en la Universidad Autónoma de Querétaro. Se desarrollaron dos estrategias de control experto. La primera, desarrollada con lógica difusa, se logró un incremento del 10 % de la energía eléctrica generada. La segunda, utilizando un algoritmo de optimización, se redujeron las cargas mecánicas que ponen en riesgo la funcionalidad de la turbina en un 2 %. Sé concluyó que una turbina eólica controlada mediante un sistema experto tiene mejor rendimiento que un sistema manipulado mediante un controlador PID bajo las mismas condiciones de viento atípico.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/2248
Aparece en:	Doctorado en Ingeniería

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