18/09/2018 - Ein neues Kontrollsystem wird die Effizienz der unmotorischen Energieumwandler (OWC) verbessern

Menéame

Die Gruppe Fortgeschrittene Kontrolle der Ingenieurschule Vitoria-Gasteiz (EIVG) und der Ingenieursschule Gipuzkoa (Eibar) von der Universität des Baskenlandes/Euskal Herriko Unibertsitatea, spezialisiert auf die Steuerung von elektrischen Maschinen, hat vorgeschlagen, robustes Kontrollsystem für einen der am häufigsten verwendeten Wellenenergiewandler: Oszillierende Wassersäulenwandler (OWC) zusammen mit einem doppelt gespeisten Induktionsgenerator. "Diese Art von elektrischen Generatoren eignet sich für die Arbeit mit variablen Geschwindigkeiten und das von uns vorgeschlagene Kontrollsystem ist es, die Effizienz dieser Generatoren durch die Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine zu verbessern, da diese Geschwindigkeit die Effizienz des Prozesses der Extraktion der kinetischen Energie aus den Wellen beeinflusst," erklärt Oscar Barambones, einer der Forscher, der an dieser Studie beteiligt war, kürzlich von der Zeitschrift Ocean Energy veröffentlicht.

Los Doppelstrom-Induktionsgeneratoren (DFIG, nach der englischen Abkürzung) gelten als sehr geeignet für die Erzeugung Energie von der Energie von den Wellen, weil sie speziell für die Arbeit unter wechselnden und unberechenbaren Bedingungen ausgelegt sind; "Man wird nie den Luftstrom kennen, der durch die Wellen erzeugt wird, mit denen sie arbeiten müssen, aber in diesen Konvertern hat der Generator die Fähigkeit, die Arbeitsgeschwindigkeit zu kontrollieren, damit das System in seiner optimalen Geschwindigkeit arbeiten kann, unabhängig von der Geschwindigkeit des Luftstroms, den die Turbine erhält," so der Forscher.

In der Forschung wollten sie prüfen, ob sich die Leistung des Konverters verbessert hat, indem sie ihm ein Schiebereglersystem hinzufügten, das auch bei wechselnden Dynamiken, variablen Parametern und externen Störungen ein korrektes Verhalten aufweist. "Wir versuchten, die Auswirkungen des Einsetzens dieses Kontrollsystems zu testen, zunächst durch verschiedene Simulationen und dann durch experimentelle Tests auf einer Versuchsplattform, die die Forschungsgruppe an der Ingenieurschule Gipuzkoa (Eibar) entwickelt und gebaut hat. Diese experimentelle Plattform basiert auf einem doppelt angetriebenen kommerziellen Generator; der Generator hat ihn an einen Motor angeschlossen, und dieser Motor simulierte das Profil der mechanischen Energie, die durch den Luftstrom bereitgestellt wird, der Wellen in einer Wellenerzeugungsanlage auslösen würde."

Gute Ergebnisse

Wie Barambones berichtet, haben die durchgeführten Tests gezeigt, dass die Effizienz der Wellenwandler "in hohem Maße verbessert wurde: Das Kontrollsystem maximiert die Energiegewinnung aus den Wellen, da es die Turbinegeschwindigkeit so reguliert, dass das System mit höchster Effizienz betrieben wird. Die Leistung dieser Systeme wird dadurch optimiert, dass der Generator einer Referenz folgt, die von der Geschwindigkeit des Luftstroms abhängt, so dass die Turbine am höchsten Wirkungsgrad arbeiten kann." Und da sie sie mit einem kommerziellen Konverter durchgeführt haben, "kann die Anwendung des Kontrollsystems sofort sein."

Der Forscher ist sich jedoch bewußt, daß es bei der Anwendung dieses Kontrollsystems unter realen Bedingungen möglicherweise Schwierigkeiten geben kann. Das größte Problem, das es voraussichtlich geben wird, ist "die Trägheit der Turbinen. Wir haben nicht mit sehr großen Trägheiten gearbeitet, aber es ist anzunehmen, dass eine echte Turbine eine wesentlich größere Masse und damit eine höhere Trägheit haben wird. Und wir haben gesehen, dass je größer die Trägheit ist, desto schwieriger wird es, dass das System mit hoher Genauigkeit die optimale Referenz folgt, auch wenn es auf jeden Fall eine Verbesserung der Systemeffizienz durch die Steuerung der Turbine erreicht. Wir werden auch weiterhin Studien zu diesem Thema durchführen," so der Ausschuß abschließend.

Bibliographische Referenz

Oscar Barambones, José A. Cortajarena, José M. Gonzalez de Durana, Patxi Alkorta A real time sliding mode control for a wave energy Converter based on a wells turbine Ocean Engineering (2018) DOI: 10.1016/j.oceang.2018.05.058

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