SISTEMA EÓLICO CONECTADO A LA RED.
La red de distribución suministra energía al lugar de conexión cuando hace falta, o absorbe el exceso de energía producido cuando está disponible. En las instalaciones que contemplan grandes sistemas eólicos, la tendencia actual actual es usar usar diseño diseños s de veloci velocidad dad variab variable. le. La salida salida del gener generado adorr de frecuencia variable primero se rectifica a D, ! luego se invierte en " de frecuencia fi#a. "ntes de la inversión, los armónicos del rectificador se filtran en D por el induct inductor or ! conden condensa sador dores. es. La refere referenc ncia ia de frecue frecuenc ncia ia para para el encendido del inversor ! la referencia de volta#e para el control del ángulo de fase del rectificador son tomados de las líneas de la red. El valor de referencia del ratio punta$velocidad se almacena ! continuamente compara con el valor computado de las velocidades del viento ! el rotor. La velocidad de la turbina cambia para asegurar la máxima producción de energía en cualquier momento. La interface con la red tanto de los sistemas eólicos se produce desde los terminales del interruptor automático de sincroni%ación al extremo de salida del inversor. El flu#o de energía en cualquier dirección depende del volta#e del sitio en los terminales del interruptor automático. Los requerimientos fundamentales en el volta#e del sitio para interactuar con la red son los siguientes& ' La fase fase ! magn magnit itud ud del del volt volta# a#e e debe deben n ser ser igua iguale les s a lo requ requer erid ido o por por la magnitud deseada ! dirección del flu#o de energía. El volta#e es controlado por el ratio de transformación del transformador !(o el ángulo de encendido del rectificador(inversor en un sistema de control en bucle cerrado. ' )ara que el sistema traba#e, la frecuencia debe ser exactamente igual a la de la red. )ara cumplir exactamente los requerimientos de frecuencia, el *nico medio efectivo es usar la frecuencia de la red p*blica como referencia para la frecuencia de conmutación del inversor. inversor. ' En el sist sistem ema a eólic eólico, o, los los gene genera rado dore res s sínc síncro rono nos s del del sist sistem ema a de la red red suministran corriente magneti%ante para el generador de inducción. +oman omando do el sist sistem ema a eólic eólico o como como e#em e#empl plo, o, el proc proces eso o de sinc sincro roni ni%a %aci ción ón específicamente funciona como sigue&
on el interruptor automático de sincroni%ación abierto, el generador de energía eólica es llevado para acelerar usando la máquina en modo motor. ' ambiar la máquina a modo de generación, ! a#ustar los controles de forma que los volta#es del sitio ! de la red se acoplen a los requerimientos anteriores en todo lo que sea posible. ' El acoplamiento se controla por tres lámparas de sincroni%ación o sincroscopio, una en cada fase. El volta#e a travs de las lámparas en cada fase es la diferencia entre el volta#e del sitio renovable ! el volta#e de la red en cualquier instante. uando el volta#e del sitio ! de la red son exactamente iguales en las tres fases, las tres lámparas se quedan oscuras. -in embargo, no es bastante para las lámparas estar oscuras en un instante. Esta condición se cumplirá solamente si los volta#es del generador ! de la red están a la misma frecuencia. -i no, uno de los dos volta#es trifásicos rotará más rápido relativo al otro, ! la diferencia entre los dos volta#es se notará en la iluminación de las lámparas. ' El interruptor automático de sincroni%ación se cierra si las lámparas quedan oscuras o / segundo. -iguiendo al cierre, pequeños desacoplamientos entre el volta#e del sitio ! el volta#e de la red circularán la corriente de afluencia entre los dos de forma que los dos sistemas tengan una operación síncrona perfecta. 0na ve% sincroni%ada, es necesario controlar el volta#e ! la frecuencia del sistema eólico. uando el generador de inducción está directamente conectado a la red, la red sirve como referencia de frecuencia para la frecuencia de salida del generador. La red sirve como la referencia de frecuencia para la frecuencia de salida del generador. La red tambin act*a como fuente de excitación suministrando energía reactiva. 1a que la curva característica del par respecto a la velocidad del generador de inducción tiene una pendiente pronunciada próxima a cero, la velocidad de la turbina queda aproximadamente constante dentro de unos pequeños porcenta#es. El par de carga más alto se cumple incrementado hasta un cierto punto, más allá del cual el generador queda inestable. -i el par de carga se reduce inmediatamente, el generador retornará a la posición estable. Desde el punto de vista de operación, el generador de
inducción es más suave, en oposición a la operación relativamente más dura del generador de inducción, que traba#a a velocidades constantes exactas o cae fuera de estabilidad. El generador síncrono se usa desde hace treinta años ! en ellos el volta#e se controla actuando sobre la corriente de excitación de campo del rotor. El control de frecuencia, sin embargo, no se requiere ba#o una base continua. 0na ve% sincroni%ado ! conectado a las líneas, el generador síncrono tiene una tendencia inherente a quedar en bloqueo síncrono con la red. -olamente durante transitorios o fallos del sistema, puede perderse el sincronismo. En el generador de inducción de velocidad variable usando el inversor en la interface, la señal de la puerta del inversor es derivado del volta#e de la red para asegurar el sincronismo. La estabilidad del inversor depende bastante del diseño. )or e#emplo, con el inversor conmutado de línea, no ha! límite de estabilidad. El límite de potencia en este caso es el límite de carga de estado estacionario del inversor con límite de sobrecarga a corto pla%o. Durante la operación en estado estacionario, si la producción del sistema de energías renovables se pierde parcial o completamente, la red recogerá la carga del área. SISTEMA EÓLICO CONECTADO A LA RED
En este tipo de sistemas, el *nico equipo adicional requerido es el inversor, que hace la electricidad generada por la turbina compatible con la de la red. )or lo general, no se requiere el uso de baterías.
SISTEMA EÓLICO AISLADO
Estos sistemas que no están conectados a la red de suministro, requieren el uso de baterías para almacenar la energía excedente generada, ! usarla cuando no exista viento. "simismo, requieren un controlador de carga para proteger a las baterías de una sobrecarga. Las baterías de ciclo profundo, como las usadas en los carros de golf, tienen la capacidad de descargarse ! recargarse cientos de veces hasta en un 234 de su capacidad, lo cual las hace una buena opción para sistemas de energía renovable remotos. Las baterías
automotrices no son de ciclo$profundo por lo que debe evitarse su uso en sistemas de energía renovable, debido al desgaste que sufren en el uso en ciclos profundos de carga ! descarga que acortan su vida *til. Las pequeñas turbinas eólicas generan energía elctrica en corriente directa. En sistemas mu! pequeños, las aplicaciones en corriente directa obtienen su energía directamente de la batería. -i se desea hacer uso de aplicaciones normales en corriente alterna, se debe instalar un inversor para rectificar la corriente directa de las baterías a corriente alterna. "unque este dispositivo disminu!e ligeramente la eficiencia global del sistema, permite que la instalación elctrica del hogar sea diseñada para sistemas de corriente alterna, lo cual es una me#or opción para los prestamistas, las normas oficiales elctricas, ! los futuros compradores del hogar. )or seguridad, las baterías deben ser instaladas en forma aislada de las áreas de convivencia ! de equipos electrónicos debido a que contienen sustancias corrosivas o explosivas. "simismo, las baterías de plomo$ácido requieren ser protegidas de temperaturas extremas.
