Et kontrolsystem til at forbedre effektiviteten af ​​bølgeenergiomformere

Interessen for bølgeenergi har været stigende i de senere år, og elektriske generatorer, der er specielt designet til at generere elektricitet fra denne vedvarende energikilde, er under udvikling. UPV/EHU's Advanced Control Group (GCA) er kommet med et robust kontrolsystem til disse generatorer, som, under de udførte tests, har vist sig at forbedre deres effektivitet væsentligt.

Den avancerede kontrolgruppe fra Det Tekniske Fakultet — Vitoria-Gasteiz (EIVG) og UPV/EHU's EIG-Fakultet for Ingeniørvidenskab — Gipuzkoa (Eibar-sektionen), som har specialiseret sig i styring af elektriske maskiner, er kommet med et robust kontrolsystem til en af ​​de mest populære bølgeenergiomformere, den oscillerende vandsøjle (OWC), sammen med en dobbelttilført induktionsgenerator. "Elektriske generatorer af denne type er velegnede til at arbejde ved variable hastigheder, og på samme tid, det kontrolsystem, vi har foreslået, opnår, er at forbedre effektiviteten af ​​disse generatorer ved at kontrollere turbinens rotationshastighed, i betragtning af at denne hastighed påvirker effektiviteten af ​​processen til at udvinde kinetisk energi fra bølgerne, " forklarede Oscar Barambones, en af ​​forskerne, der deltog i denne undersøgelse, som for nylig blev udgivet af tidsskriftet Ocean energi .

Dobbeltfødede induktionsgeneratorer (DFIG'er) anses for at være særdeles velegnede til at generere energi, der kommer fra bølgeenergi, fordi de er specielt designet til at arbejde under forandring, uforudsigelige forhold. "Den luftstrøm, der genereres af bølgerne, som de bliver nødt til at arbejde med, vil aldrig blive kendt, men i disse konvertere, elgeneratoren har kapacitet til at styre arbejdshastigheden, så systemet kan arbejde med dets optimale hastighed, uanset hastigheden af ​​den luftstrøm, som turbinen modtager, " sagde forskeren.

I undersøgelsen, de ønskede at se, om konverterens ydeevne kunne forbedres ved at tilføje et glidende kontrolsystem, som er karakteriseret ved at udvise korrekt adfærd selv i skiftende dynamik, variable parametre og eksterne forstyrrelser. "Det, vi gjorde, var at se, hvad effekten ville være, hvis dette kontrolsystem blev indarbejdet, først ved hjælp af forskellige simuleringer, og for det andet i nogle eksperimentelle test udført på en eksperimentel platform, som forskergruppen designede og byggede på EIG (Eibar). Denne eksperimentelle platform er baseret på en egentlig kommerciel generator med dobbelt tilførsel; vi tilsluttede generatoren til en motor, og den motor simulerede den mekaniske energiprofil, som den luftstrøm, der ville blive produceret af bølgerne i et anlæg til generering af bølgeenergi."

Som Barambones forklarede, de udførte tests viste, at effektiviteten af ​​bølgeenergikonverterne "blev væsentligt forbedret:kontrolsystemet maksimerer udvindingen af ​​energi fra bølgerne, fordi det, den gør, er at regulere turbinens hastighed, så systemet fungerer med maksimal effektivitet. Ydeevnen af ​​disse systemer er optimeret, når generatoren bringes til at følge en reference, der afhænger af luftstrømmens hastighed, så turbinen kan fungere på det maksimale effektivitetspunkt." Og i betragtning af, at de blev udført ved hjælp af en kommerciel konverter, "kontrolsystemet kunne anvendes med det samme."

Men forskeren er klar over, at der kan opstå vanskeligheder, når dette kontrolsystem anvendes under virkelige forhold. Det største problem, som han mener kunne dukke op, har at gøre "med møllernes inerti. Vi har ikke arbejdet med særlig stor inerti, men man kan antage, at en faktisk turbine ville have en betydeligt større masse og derfor, en højere inerti. Og vi har set, at jo større inertien er, jo sværere ville det være for systemet at følge den optimale reference med øget præcision, selvom der under alle omstændigheder vil opnås en forbedring af systemets effektivitet ved at styre turbinens hastighed. Vi vil fortsætte med at udføre undersøgelser i denne henseende, " konkluderede han.