Onderzoekers in Brazilië hebben een manier ontwikkeld om windenergiesystemen bij de opwekking van elektriciteit beter te beheersen. Windenergiesystemen zijn doorgaans duur in onderhoud, en ze kunnen slechts een deel van hun geproduceerde energie omzetten in opslag.

De resultaten zijn gepubliceerd op IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , een gezamenlijke publicatie van IEEE en de Chinese Association of Automation, en kan gevolgen hebben voor het efficiënter en kosteneffectiever maken van windenergiesystemen.

"De productie van hernieuwbare energie wordt wereldwijd door academici en de industrie geaccepteerd als een interessant alternatief voor traditionele energieopwekking, voornamelijk vanwege de groeiende schaarste aan fossiele brandstoffen en het vreselijke effect van broeikasgassen op het klimaat op aarde, " zei Juan Sebastián Solís-Chaves, paper auteur en professor bij het Department of Energy Engineering aan de Federale Universiteit van ABC-UFABC in Brazilië. “Van alle mogelijke arrangementen voor windenergiesystemen, de meest gebruikte configuratie is de dubbel gevoede inductiegenerator."

Dit is het type systeem dat de onderzoekers gebruikten om te analyseren hoe windenergiesystemen beter kunnen worden gecontroleerd. De dubbel gevoede inductiegenerator wordt algemeen beschouwd als een zeer stabiel systeem, volgens Solís-Chaves, maar het kan slechts ongeveer 30 procent van het opgewekte vermogen verwerken en de totale kosten van systeemonderhoud zijn hoog. Het systeem bestaat uit twee wikkelingen, of elektromagneten, die informatie van de buitenomgeving naar de generator voeren. Ze kunnen de frequentie aanpassen waarmee stroom wordt opgewekt, gebaseerd op de kracht van de wind die de turbine laat draaien. Echter, het systeem met dubbele voeding vereist een omvormer om het vermogen van wisselstroom naar gelijkstroom te veranderen, afhankelijk van welke snelheidsconversie nodig is. Voor grotere systemen, dit kan een aanzienlijke kostenpost zijn.

"We wilden onderzoeken hoe lange-afstands-gegeneraliseerde voorspellende regeltheorie een interessant en innovatief alternatief zou kunnen zijn voor de traditionele directe vermogensregeling die wordt gebruikt in windenergiesystemen, ' zei Solís-Chaves.

In de traditionele generator, de besturingen sturen samen het hele systeem aan. Ondanks dat er verschillende stadia zijn, elke fase is afhankelijk van de andere, en moeten samen worden bekeken. Bijvoorbeeld, als de windkracht toeneemt en de turbine meer gaat draaien, het systeem zal de omvormer en de stroomopwekkingsprocessen samen aanpassen, gebruik elk als een variabele voor de anderen.

In deze krant, de onderzoekers braken het systeem uit elkaar om de stroomopwekking en feedback als twee afzonderlijke systemen te behandelen, elk met een ingang en een uitgang. "Dit is een niet-lineaire regeltheorie die een zeer robuust alternatief is met een snellere dynamische respons dan traditionele systemen, ' zei Solís-Chaves.

In dit windenergiesysteem onder het nieuwe controlesysteem van de onderzoekers, de turbine kan veel sneller reageren, het verminderen van de druk op de fysieke componenten.

Volgende, de onderzoekers zijn van plan hun ontkoppelde generatiesysteem verder te verfijnen.