Gestión de parques con aerogeneradores

1999/10/01 Tapia Otaegi, Arantza Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia

A lo largo de los últimos años la energía eólica en todo el mundo está en continuo auge y, por supuesto, el País Vasco no ha quedado al margen de esta tendencia. Por un lado porque es una fuente de energía limpia y, por otro, porque se ha decidido impulsar este tipo de energía desde los gobiernos. Y parece que dentro de pocos años llegará al 10% del total de la energía generada.

Hasta hace poco se utilizaba poco este tipo de energía, debido principalmente a la baja potencia de los generadores. Sin embargo, en la actualidad, la investigación sobre estos generadores ha modificado radicalmente la capacidad de generación de energía de los parques eólicos, que se sitúa en niveles de megavatios.

Sin embargo, al igual que en otros casos, el aumento de la potencia de estos parques ha supuesto un aumento de los problemas que se generan en la red eléctrica. En consecuencia, el interés de las empresas eléctricas por estos sistemas, sobre todo por controlarlos, va en aumento. Por un lado, el funcionamiento del parque eólico no es previsible debido a que la capacidad de generación de potencia depende del viento y, por otro lado, puede tomar potencia reactiva de la red eléctrica o incorporar potencia reactiva a la red, disminuyendo o elevando la tensión de la red eléctrica.

Para minimizar el impacto de esta potencia reactiva, normalmente se colocan condensadores que encarecen todo el sistema. Sin embargo, existen en la actualidad generadores basados en máquinas asíncronas de doble alimentación que tienen el papel de los condensadores mencionados. Las máquinas de doble alimentación se caracterizan por su alimentación tanto por el estator como por el rotor. En consecuencia, y utilizando las técnicas de control vectorial, la potencia activa y la reactiva pueden trasladarse a los valores deseados y la máquina puede circular con diferentes factores de potencia.

El principal objetivo de explotación del parque eólico es generar la máxima potencia en función del viento que circula en cada momento, sin pérdidas, o lo que es lo mismo, disponer de un factor de potencia de las máquinas asíncronas de cada uno de los aerogeneradores que lo componen, obteniendo el mejor rendimiento económico. Pero a pesar de que hasta la década de los 90 era así, debido a la liberalización de la energía eléctrica estos conceptos van cambiando y en este ámbito se consolida el proyecto descrito.

El primer paso será analizar las capacidades de las máquinas de doble alimentación y construir su modelo matemático, demostrando la validez del modelo comparando el comportamiento del modelo matemático con el de la máquina real. Hay que tener en cuenta que para poder realizar un control distribuido de la potencia activa y reactiva de esta máquina se utilizan técnicas de control vectorial y que el funcionamiento de la máquina se sitúa lo más cerca posible del factor de potencia que cada uno le impone como consigna o referencia.

Pero el problema no termina así, ya que en el parque hay varios aerogeneradores y además, a cada uno no le llega el viento igual. En consecuencia, el grado de generación de cada generador puede ser diferente. Por tanto, el siguiente paso será crear y probar el modelo matemático de todo el parque a partir del modelo matemático de una sola máquina.

Por otra parte, en las oficinas centrales de las empresas eléctricas, teniendo en cuenta los parámetros de toda la red eléctrica (generación, estado, etc.) y el estado del parque eólico (generación de potencia activa), se determina la potencia reactiva (es decir, el factor de potencia del parque) que debería crear o absorber como parque. Cuando este dato llega a la Oficina de Control del Parque surge otro problema, es decir, ¿cómo debe ser la estrategia de control a implantar para que el Parque alcance los valores que se le han fijado como referencia en general? Y esta es realmente la clave del proyecto. Este último objetivo puede resultar especialmente importante con la liberalización de la energía eléctrica, ya que con la generación de la potencia activa se podrá vender como valor adicional, como ayuda a la red eléctrica.