Diseño e integración de instalación de un sistema de producción de energía eólica doméstica

Abstract

Este proyecto surge a finales de 2007 de la idea propuesta por parte de un grupo de estudiantes de L'Ecole Central de Lyon, concretamente del Departamento de Mecánica de Fluidos, con el objeto de diseñar, construir e instalar un sistema de producción de energía eólica de pequeña potencia en las cercanías de las instalaciones de L´Ecole Centrale, en Lyon. Bajo el nombre de SPEED: Solución de Producción de Energía Eólica Doméstica/ Solution de Production d´Énergie Eolienne Domestique , el trabajo ha sido realizado dividiéndose las tareas en dos equipos, formados por 5 estudiantes de cada universidad, de tal forma que los participantes franceses fueron responsables del diseño de la parte mecánica y aerodinámica del proyecto: palas, carcasa, freno mecánico, mientras que el equipo de la Universidad Carlos III fue el encargado del desarrollo de toda la parte eléctrica y de control del sistema, como se describirá a lo largo de este proyecto. Mi proyecto fin de carrera, es la última parte de dicho proyecto, consistente en la integración de todo el trabajo de mis compañeros, la selección del emplazamiento, la realización de un análisis de ingeniería inversa del generador, el diseño de la instalación, protecciones y todo lo necesario para la integración y puesta en marcha de los equipos. Para comenzar con la introducción al proyecto mismo, se comenzará con una introducción sobre la energía eólica, su procedencia, sus características y su clara ventaja frente a otros tipos de fuentes de generación energética. Tras lo cual, se pasa a comentar la situación dominante de España en el mercado mundial de energía de este tipo. Por último, finalizando con la introducción y puesta en situación del proyecto, se dará el salto de la energía eólica general a la micro-eólica (mini-eólica en nuestro caso), analizando sus ventajas y desventajas y la situación actual de la tecnología en dicho campo y las diferencias entre los grandes aerogeneradores y las pequeñas máquinas aisladas para uso doméstico. Seguidamente, y basándose en las especificaciones establecidas, se explicará cuales fueron los pasos para la selección del generador, de la topología y de la filosofía de control del sistema. Pasando a continuación a la realización de un estudio de evaluación del potencial eólico y la selección de un emplazamiento adecuado para la instalación del sistema eólico diseñado. En los puntos finales de este proyecto, se describirá cada uno de los componentes del sistema, explicando en más detalle cada equipo, su función y cómo se integra con el resto del sistema. En este apartado sólo se va a describir a grandes rasgos los componentes que forman el convertidor electrónico, es decir, el rectificador, el chopper y el inversor, en lo que concierne a la descripción general de los componentes y cómo afectan a la integración global del sistema. El desarrollo y diseño de estos componentes están fuera del alcance de este proyecto. A continuación, dedico un capítulo entero al análisis de Ingeniería inversa de la máquina eléctrica utilizada. Por último, se dedica un último capitulo al diseño de la instalación eléctrica, en el que se incluye el diagrama unifilar, las protecciones y el diseño y selección del armario de control y protecciones.