Tesis doctoral de Mikel De Prada Gil
La energía eólica marina es un sector emergente que se encuentra en plena expansión. Cada vez existen más parques eólicos marinos, tanto en europa como en el resto del mundo, principalmente debido a que en el mar el viento sopla con más intensidad y de una manera más constante que en tierra, lo cual posibilita obtener una mayor generación de energía eólica. Además, el hecho de que los parques eólicos marinos no padezcan tantas limitaciones de espacio permite poder instalar turbinas de mayor potencia y tamaño. Hoy en día, factores medioambientales y sociales están obligando a construir los parques eólicos marinos cada vez más alejados de la costa y se espera que esta tendencia continúe en los próximos años. Varios estudios han demostrado que a partir de una cierta distancia crítica entre el parque eólico y su punto de conexión a tierra (aproximadamente 55-70 km), la transmisión mediante alta tensión en corriente continua (atcc) resulta una opción más interesante que a través de una transmisión en alta tensión de corriente alterna (atca), ya que las pérdidas en los cables se ven reducidas, así como los requerimientos de potencia reactiva. Esta tendencia hacia construir parques eólicos marinos cada vez mayores y a ubicarlos más alejados de la costa, supone el tener que resolver cierto retos técnicos, económicos y políticos a fin de poder ser más competitivos en el futuro en comparación con otras fuentes de generación de energía. Hoy en día, existe una importante preocupación por tratar de reducir el elevado coste actual de la energía para los proyectos de eólica marina a base de mejorar la fiabilidad y disponibilidad del sistema, reducir costes de operación y mantenimiento y/o incrementar la generación de energía. esta tesis tiene como objetivo proponer conceptos eléctricos novedosos, aplicados a parques eólicos marinos, que resulten más rentables que los existentes actualmente. Asimismo, esta tesis pretende analizar la factibilidad, tanto técnica como económica, de dichos conceptos. Asuntos tales como el diseño, la optimización, el modelaje, la operación y el control son presentes en la tesis. El alcance del trabajo se focaliza en la red interna de un parque eólico y no se analiza, el sistema de transmisión ni su integración a la red. el primer concepto de parque eólico evaluado puede ser aplicado tanto en parques situados en tierra como en el mar, que tengan una red interna de ca en media tensión (mtca) y un sistema de transmisión tanto atcc o atca. Respecto al resto de configuraciones presentadas, éstas vienen motivadas por la presencia de la tecnología atcc y su capacidad para desacoplar eléctricamente la red interna del parque eólico del sistema eléctrico de potencia situado en tierra. Así pues, la primera propuesta a analizar consiste en operar algunas máquinas concretas por debajo de su punto óptimo de operación a fin de poder reducir el efecto estela dentro del parque y poder así maximizar la potencia total extraída por el mismo. Los tres siguientes diseños de parque se fundamentan en la posibilidad que ofrece la tecnología atcc de poder operar la red interna del parque a una frecuencia variable. Así pues, se propone estudiar la posibilidad de considerar parques eólicos donde se eliminan o se reducen los convertidores de cada turbina gracias a disponer del convertidor central situado en la subestación marina, el cual ejerce un control centralizado a todo el parque. Finalmente, el último concepto presentado en esta tesis analiza la posibilidad de considerar un parque eólico marino completamente en cc (transmisión y red interna del parque), a fin de poder reducir las pérdidas tanto en la red interna como en el cable de exportación. en términos generales se concluye que todos los conceptos propuestos a lo largo de esta tesis sugieren un gran potencial para poder ser aplicados en futuros parques eólicos marinos, ya que su coste de energía se ve reducido en comparación con los parques eólicos existentes hoy en día.
Datos académicos de la tesis doctoral «Design, operation and control of novel electrical concepts for offshore wind power plants«
- Título de la tesis: Design, operation and control of novel electrical concepts for offshore wind power plants
- Autor: Mikel De Prada Gil
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 13/06/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Andreas Sumper
- Tribunal
- Presidente del tribunal: anca daniela Hansen
- Fernando Bianchi (vocal)
- (vocal)
- (vocal)