TAZ-PFC-2016-085


Metodología de trabajo para la obtención de series temporales (P,v) a partir de series temporales de velocidad de viento mediante el programa FAST

Ajona Marcén, Juan
Melero Estela, Julio Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2016
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Área de Ingeniería Eléctrica

Ingeniero Industrial

Resumen: El objeto del presente trabajo trata sobre la utilización del programa FAST para generar series temporales (P,v). Debido a la necesidad de disponer de datos reales de parques eólicos para poder realizar nuevos desarrollos y aplicaciones prácticas, y el difícil acceso a los mismos por su pertenecía a los fabricantes o a los promotores de los parques, se hace necesario la utilización de programas de simulación para su obtención. Tras estudiar la metodología de trabajo con el programa, se han realizado los ajustes necesarios en los archivos primarios de entrada. Se han seleccionado los datos de entrada y elegido los datos de salida necesarios, en este caso únicamente tiempo de simulación, velocidad del viento horizontal a la altura del buje y potencia eléctrica generada. El modelo de aerogenerador se ha elegido entre los casos ya desarrollados por NREL. Es un modelo tripala de 70 metros de diámetro de rotor, paso fijo, y una potencia nominal de 1,5 MW. Tomando como datos de entrada la información contenida en un conjunto de series de velocidad de viento, obtenidas con medidas sobre el terreno, se ejecuta FAST. El tiempo de simulación son 48 horas divididas en dos días distintos, y 9 series de 9999 segundos superpuestas para evitar errores por la inercia inicial del aerogenerador, cada uno. Una vez realizada la simulación se comprueba que la cantidad de datos obtenidos es muy grande y que al representarlos las curvas que se generan no son determinísticas. Es decir, para cada velocidad de viento no se obtiene un único resultado de potencia. Esto es debido que la velocidad del viento cambia mucho y las palas del aerogenerador tienen una inercia que impide que su velocidad varíe con la misma frecuencia. Generalmente no es un problema puesto que la curva de potencia se calcula con promedios de 10 minutos, obteniéndose una curva útil para calcular potencias medias acumuladas a lo largo de un periodo largo. No obstante en este caso se busca calcular en periodos de 0,1 segundos la potencia generada y cómo se comporta instantáneamente debido a las variaciones en la velocidad del viento. Por ello se hace necesario el uso de la curva de potencia dinámica. La curva de potencia dinámica se obtiene al aplicar una serie de complejos cálculos estadísticos y matemáticos a los datos obtenidos, teniéndose en cuenta todos y cada uno de los binomios potencia-velocidad. Por definición, la curva dinámica necesita medidas a alta frecuencia (0.01 - 0.1 Hz) que cubran todo el espectro de trabajo del aerogenerador. Por eso se ha mantenido el mismo aerogenerador pero no se han utilizado los datos de las series de velocidad de viento del apartado anterior. Para obtener las series de datos para la curva dinámica, se ha utilizado el programa TURBSIM para generar 21 series, a distintas velocidades, compuestas por 60 casos cada una de 600 segundos de duración. A continuación se procesan con FAST para obtener el binomino P-v para, finalmente, calcular la curva de potencia dinámica del aerogenerador.

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera

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