Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica. Ing. Pedro E. Battaiotto

Transcripción

1 Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica * Ing. Pedro E. Battaiotto * 1

2 Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica Una mirada sobre la Generación Eólica en la Red Eléctrica, destacando el rol de la Electrónica de Potencia para un aprovechamiento eficiente y sustentable. Algo de Historia Generación Centralizada Actualidad Demanda de Energía Eléctrica Generación Eólica Perspectivas de Futuro Generación Renovable Dispersa + Distribuida Redes Inteligentes 2

3 Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica Algo de Historia 3

4 Algo de Historia Contribuciones Emblemáticas Fines del Siglo XIX Tiempo de Ingenieros La Electricidad como Medio de Transporte de Energía e Información. Thomas Alva Edison ( ) Nikola Tesla ( ) George Westinghouse ( ) 4

5 Algo de Historia Guerra de las Corrientes CORRIENTE CONTINUA versus CORRIENTE ALTERNA EDISON versus TESLA GENERAL ELECTRIC versus WESTINGHOUSE ELECTRIC RESULTADO Sistemas de Suministro Eléctrico en CA 5

6 Algo de Historia Generación Centralizada Un Paradigma del Siglo XX hasta los años 70 6

7 Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica Actualidad (cambios a partir de 1970) 7

8 Demanda de Energía Eléctrica Hechos y Consecuencias a partir de los 70 Hechos Necesidades - Suba del Petróleo en la década del `70 y `80. - Apagón (Blackout) de Nueva York en Julio/ Incremento en el Consumo de Emergía por: -Mayor Población -Mas Equipamiento Eléctrico -Mejor Estándar de Vida -Mayor Producción. - Recursos Energéticos limitados. - Desregulación del Mercado Eléctrico. - Cambio Climático. - Nuevas Fuentes de Energía ( Renovables ). - Mayor Eficiencia en el uso de los Recursos Energéticos: -Desde la Producción hasta el Usuario Final. -Mejor Balance de Potencia (redes y estabilidad). -Nuevos Sistemas para Almacenamiento de Energía. La Electrónica de Potencia hace posible la solución 8

9 Generación Centralizada + Dispersa A partir de los años 80 GD + GDR 9

10 Generación Dispersa Incorporación Masiva a partir de los años 80 CENTRALIZADA en los 80 predominante DISPERSA en % EÓLICA Hoy - 36% RENOVABLES en 2030 Dinamarca a partir de los años 80 - Menos Centralizada y Mas Dispersa 10

11 y Futuro Generación Dispersa GD + GDR + FACTS GDR GDR GD 11

12 Generación Eólica Conversión de Energía ENERGÍA PRIMARIA Carbón Petróleo Gas Nuclear Hidráulica EÓLICA Generador Conversión Electromagnética SE TRANSFORMA EN ENERGÍA MECÁNICA SE TRANSFORMA EN ENERGÍA ELÉCTRICA Turbina Eólica 12

13 Generador Eólico 13

14 Generador Eólico - Partes 14

15 Generador Eólico - Potencia Fs = f (V, Wg, pitch) Fa Fs pitch V (m/s) Wg (r/s) 15

16 Generador Eólico - Potencia Potencia depende de la velocidad del viento, del pitch, de la velocidad de giro y de la longitud de las palas. 16

17 Generador Eólico - Potencia Control Electrónico Pmax = 17

18 Generador Eólico Control 18

19 Conversión Electrónica de Potencia Aplicación en Sistemas Eléctricos Flujo de Potencia Sistema Eléctrico A Convertidor Electrónico de Potencia Sistema Eléctrico B Circuito de Control 19

20 Conversión Electrónica de Potencia Tecnología - Dispositivos Evolución de la Electrónica de Potencia Mejores Componentes Mayor Funcionalidad Menor Volumen Menor Peso 20

21 Conversión Electrónica de Potencia Tecnología - Circuitos Dispositivos Circuitos Electrónicos 21

22 Conversión Electrónica de Potencia Tecnología - Convertidores Convertidores Electrónicos para Generación Renovable 22

23 Generador Eólico - Electrónica 23

24 Generador Eólico Comercial 24

25 Generador Eólico - Electrónica 25

26 Generador Eólico Comercial 26

27 Parque Eólico Conectado a Red 27

28 Parque Eólico Asincrónico. :... LINEA DE CA R E D... LINEAS DE CC 28

29 Parque Eólico Sincrónico. : R E D... LINEA DE CA... LINEAS DE CC 29

30 Parques Eólicos Terrestres Conexión a Red en CA 30

31 Parques Eólicos Marino Conexión a Red en CC 31

32 Parques Eólicos Marinos Conexión a Red en CC 32

33 Electrónica para Conexión a Red en CC Convertidor para HVDC Light 33

34 Parque Eólico Marino - Montaje 34

35 Parque Eólico Marino - Montaje 35

36 Parque Eólico Marino - Montaje 36

37 Parques Eólicos Flotantes 37

38 Electrónica de Potencia para el Aprovechamiento Eléctrico de la Energía Eólica Actualidad y Futuro - Algunos Números - GCR y GDR - Redes Inteligentes 38

39 Algunos Números!!! Generación Eólica Global Perspectivas hasta 2020 Evolución y Pronósticos hasta

40 Algunos Números!!! Generación Eólica Global Principales Aportes en 2009 /

41 y Futuro Centralizada GCR + Dispersa GDR Eólica y Solar Central Eólica GDR 41

42 y Futuro Generación Dispersa GD + GDR + FACTS = Red Inteligente MAS! GDR MAS! MAS! GDR MAS! MAS! GD 42

43 Gestión Automática Panel Solar Futuro Generación Dispersa + Distribuida Red Inteligente - Energía e Información Control de Conexión Control de Demanda Panel Solar Control de Perturbaciones Parque Eólico Control de Almacenamiento Control de Generación Central Eléctrica 43

44 Siempre es bueno Volver a las Bases Muchas Gracias! 44