Publication: Diseño de un sistema de consumo de potencia variable para aplicaciones experimentales de generación eólica
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Publication date
2010-07
Defense date
2010-07-22
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Abstract
En el ámbito de la investigación en energías renovables, surge la necesidad de consumir la potencia generada por la fuente. Esta potencia será, una vez terminada la investigación y el desarrollo experimental, inyectada en la red para su utilización. Mientras tanto, durante la investigación, en algunas aplicaciones se precisa un dispositivo para consumir las variaciones de potencia de forma controlada. Para ello, es conveniente realizar un control de tensión. Esto se consigue mediante resistencias variables controladas. El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un dispositivo que consuma esa potencia variable. La idea general para conseguir realizar este dispositivo es la siguiente: a partir de una tensión continua a la salida de un convertidor AC/DC que podrá cambiar de valor debido a diferentes factores, se busca una tensión también continua a la salida y de valor fijo. Si a la entrada de nuestro dispositivo la tensión cambia, ya sea aumentando o disminuyendo su valor, la tensión a la salida de este dispositivo deberá mantenerse en un valor constante o con variaciones muy pequeñas en comparación con el nivel de salida. Según las especificaciones de diseño, la tensión de entrada ser a de 200V en continua y variar a en torno a este nivel. A la salida, mantendremos un nivel de tensión continua de 120V e intentaremos que se mantenga a este nivel con el menor rizado posible. En el documento se desarrollarán tanto la parte teórica y cálculo del control como el análisis de los microcontroladores y el montaje en el laboratorio. Al final del documento se mostrarán los resultados experimentales. Por último, se comprueba el cumplimiento de los objetivos a través de los resultados obtenidos y mostrados en las distintas gráficas y fotografías.
Some difficulties appear when researching renewable energies with real equipment. In the commercial applications, all the generated power from the renewable source of energy are injected to the grid. Obviously, this is the normal behaviour. At the laboratory, things are more complicated. Sometimes, when the injection of power to the grid is still not possible, we need to dissipate the generated energy. Usually, the problem of achieving generation-comsuption balance can be solved easily with common resistances and inductances. Other times, we need to dissipate that energy in a controlled way. Renewable energies researches asked us to design a device for consume active power in a controlled way. We will work with a power source where its output power will be not constant. Our device will consume that variable power intelligently in order to maintain a constant voltage in certain points. In this work, we achieve the goal by using a Texas Instruments low cost μcontroller (EZ430-RF2500). This controller will generate the PWM needed for ring the IGBT. The IGBT will be the responsible of vary the comsuption of active power inside our device. Finally, we show some pictures and records of the application. The results prove how all the objectives have been accomplished.
Some difficulties appear when researching renewable energies with real equipment. In the commercial applications, all the generated power from the renewable source of energy are injected to the grid. Obviously, this is the normal behaviour. At the laboratory, things are more complicated. Sometimes, when the injection of power to the grid is still not possible, we need to dissipate the generated energy. Usually, the problem of achieving generation-comsuption balance can be solved easily with common resistances and inductances. Other times, we need to dissipate that energy in a controlled way. Renewable energies researches asked us to design a device for consume active power in a controlled way. We will work with a power source where its output power will be not constant. Our device will consume that variable power intelligently in order to maintain a constant voltage in certain points. In this work, we achieve the goal by using a Texas Instruments low cost μcontroller (EZ430-RF2500). This controller will generate the PWM needed for ring the IGBT. The IGBT will be the responsible of vary the comsuption of active power inside our device. Finally, we show some pictures and records of the application. The results prove how all the objectives have been accomplished.
Description
Keywords
Electrónica de potencia, Variaciones de potencia, Energías renovables