<p>Vivimos en un mundo donde las reservas de combustibles fósiles además de estar agotándose, contaminan nuestro planeta con las emanaciones de gases tóxicos. Es por eso que la investigación y desarrollo de las energías renovables no convencionales es una de las principales tareas hoy en día, así la energía eólica es particularmente una de las ramas que ha recibido mayor atención en los últimos años. Este trabajo de investigación se centra en un sistema autónomo de generación eólica de baja potencia -5 kW nominales-, en donde el principal objetivo es encontrar la forma de extraer la mayor cantidad de energía de las corrientes de viento y poder suministrar toda la energía que pueda demandar la carga asociada a ella. La estrategia para enfrentar esta problemática es diseñar un controlador que opere en modo deslizante aplicado como un algoritmo seguidor del máximo punto de transferencia de potencia. Antes de poder diseñar el controlador y el algoritmo, se realiza un estudio con todos los cálculos relacionados para realizar un correcto dimensionamiento de los elementos que componen esta red. En una primera instancia se dimensiona el sistema de captación y generación de la red, compuesto por la turbina eólica y el generador eléctrico a utilizar. Luego en la etapa de conversión de energía conformada por una etapa rectificadora y el convertidor boost se muestran todos los cálculos y criterios utilizados para el dimensionamiento de los componentes. En la etapa correspondiente a la carga final además hay un sistema de almacenamiento de energía que servirá de respaldo cuando la red no sea capaz de suministrar la energía suficiente. Finalmente luego de que todos los elementos de la red sean dimensionados junto con el control asociado al convertidor boost, se realizan las simulaciones y análisis de resultados correspondientes utilizando un modelo de vientos basado en un área geográfica de la zona austral de nuestro país</p>
<p>We live in a world where the fossil fuels reservations besides being running out, are polluting our planet with toxic gas emissions. Consequently, research and development of non-conventional renewable energies are the main tasks to be faced today. That is why wind energy has received greater attention in recent years. This research work focuses on a standalone low power wind energy conversion system -5 kW nominal power- where the main objective is to find the way to extract the highest amount of energy from wind currents and be able to supply all the energy demanded by the charge associated to it. The strategy to face this problem is to design a sliding mode controller applied as a maximum power point tracker algorithm. Before designing the controller and the algorithm, it must be made a study which includes all the related calculations to make a right sizing of the elements of the grid. At this first stage, it must be sized the capturing and electric generation system of the grid which consists on the wind turbine and the electric generator to be used. Then, in the energy conversion stage made up of a rectifier and a boost converter, all the calculations of the components sizing are shown. In the final stage there is also an energy storage system connected to the load which will be used as a backup system when the grid is not able to supply enough energy. Finally, after all the elements of the grid are sized along with the boost converter control, simulations and results analysis are made using a wind profile based on an austral zone in our country</p>
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Ingeniero Civil Eléctrico
INGENIERIA CIVIL ELECTRICA
<p>Vivimos en un mundo donde las reservas de combustibles fósiles además de estar agotándose, contaminan nuestro planeta con las emanaciones de gases tóxicos. Es por eso que la investigación y desarrollo de las energías renovables no convencionales es una de las principales tareas hoy en día, así la energía eólica es particularmente una de las ramas que ha recibido mayor atención en los últimos años. Este trabajo de investigación se centra en un sistema autónomo de generación eólica de baja potencia -5 kW nominales-, en donde el principal objetivo es encontrar la forma de extraer la mayor cantidad de energía de las corrientes de viento y poder suministrar toda la energía que pueda demandar la carga asociada a ella. La estrategia para enfrentar esta problemática es diseñar un controlador que opere en modo deslizante aplicado como un algoritmo seguidor del máximo punto de transferencia de potencia. Antes de poder diseñar el controlador y el algoritmo, se realiza un estudio con todos los cálculos relacionados para realizar un correcto dimensionamiento de los elementos que componen esta red. En una primera instancia se dimensiona el sistema de captación y generación de la red, compuesto por la turbina eólica y el generador eléctrico a utilizar. Luego en la etapa de conversión de energía conformada por una etapa rectificadora y el convertidor boost se muestran todos los cálculos y criterios utilizados para el dimensionamiento de los componentes. En la etapa correspondiente a la carga final además hay un sistema de almacenamiento de energía que servirá de respaldo cuando la red no sea capaz de suministrar la energía suficiente. Finalmente luego de que todos los elementos de la red sean dimensionados junto con el control asociado al convertidor boost, se realizan las simulaciones y análisis de resultados correspondientes utilizando un modelo de vientos basado en un área geográfica de la zona austral de nuestro país</p>
<p>We live in a world where the fossil fuels reservations besides being running out, are polluting our planet with toxic gas emissions. Consequently, research and development of non-conventional renewable energies are the main tasks to be faced today. That is why wind energy has received greater attention in recent years. This research work focuses on a standalone low power wind energy conversion system -5 kW nominal power- where the main objective is to find the way to extract the highest amount of energy from wind currents and be able to supply all the energy demanded by the charge associated to it. The strategy to face this problem is to design a sliding mode controller applied as a maximum power point tracker algorithm. Before designing the controller and the algorithm, it must be made a study which includes all the related calculations to make a right sizing of the elements of the grid. At this first stage, it must be sized the capturing and electric generation system of the grid which consists on the wind turbine and the electric generator to be used. Then, in the energy conversion stage made up of a rectifier and a boost converter, all the calculations of the components sizing are shown. In the final stage there is also an energy storage system connected to the load which will be used as a backup system when the grid is not able to supply enough energy. Finally, after all the elements of the grid are sized along with the boost converter control, simulations and results analysis are made using a wind profile based on an austral zone in our country</p>