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Quebrando os controles para controlar melhor os sistemas de energia eólica

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Quebrando os controles para controlar melhor os sistemas de energia eólica

Pesquisadores do Brasil desenvolveram uma maneira de controlar melhor os sistemas de energia eólica na geração elétrica. Os sistemas de energia eólica são tipicamente caros de manter e só podem converter uma parte da energia produzida em armazenamento.

Os resultados foram publicados no IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica , uma publicação conjunta do IEEE e da Associação Chinesa de Automação, e podem ter implicações para tornar os sistemas de energia eólica mais eficientes e econômicos.

“A produção de energia renovável é aceita mundialmente pelos acadêmicos e pela indústria como uma alternativa interessante à geração tradicional de energia, principalmente devido à crescente escassez de combustíveis fósseis e ao terrível efeito dos gases de efeito estufa no clima da Terra”, disse Juan Sebastián Solís-Chaves, autor do artigo. e professor do Departamento de Engenharia de Energia da Universidade Federal do ABC-UFABC no Brasil. “De todos os arranjos possíveis para sistemas de energia eólica, o mais comum é a configuração baseada em gerador de indução de alimentação dupla”.

Esse é o tipo de sistema usado pelos pesquisadores para analisar como controlar melhor os sistemas de energia eólica. O gerador de indução de alimentação dupla é amplamente considerado um sistema muito estável, de acordo com Solís-Chaves, mas só pode processar cerca de 30% da energia gerada e o custo total de manutenção do sistema é alto. O sistema consiste em dois enrolamentos, ou eletroímãs, que alimentam informações do ambiente externo para o gerador. Eles podem ajustar a frequência com que a energia é gerada, com base na força do vento girando a turbina. No entanto, o sistema de alimentação dupla requer um conversor para alterar a potência de corrente alternada para corrente contínua, dependendo da conversão de velocidade necessária. Para sistemas maiores, isso pode ser uma despesa significativa.

“Começamos a investigar como a teoria do controle preditivo generalizado de longo alcance pode ser uma alternativa interessante e inovadora ao controle de energia direta tradicional usado em sistemas de energia eólica”, disse Solís-Chaves.

No gerador tradicional, os controles abordam todo o sistema juntos. Apesar de ter estágios diferentes, cada estágio depende dos outros e deve ser considerado em conjunto. Por exemplo, se a força do vento aumentar e girar mais a turbina, o sistema ajustará o conversor e os processos de geração de energia juntos, usando cada um como uma variável para os outros.

Neste artigo, os pesquisadores separaram o sistema para tratar a geração e o feedback de energia como dois sistemas separados, cada um com uma entrada e uma saída. “Esta é uma teoria de controle não linear que é uma alternativa muito robusta, com uma resposta dinâmica mais rápida que os sistemas tradicionais”, disse Solís-Chaves.

Neste sistema de energia eólica, sob o novo sistema de controle dos pesquisadores, a turbina pode responder muito mais rapidamente, diminuindo a pressão sobre seus componentes físicos.

Em seguida, os pesquisadores planejam continuar ajustando seu sistema de geração desacoplado

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