Diseño de un control pitch para una turbina eólicaIntegrantes Martha Patricia Forero Carrillo Luisa Fernanda Pinto Vásquez Cristian Leonardo Herrera Acosta Objetivo general Diseñar un sistema de control Pitch ( control de posición ) para una turbina eólica de eje horizontal a escala. • Identificar el modelo matemático del sistema.Objetivos específicos • Diseñar un sistema electromecánico que permita modificar el ángulo de ataque de los álabes de la turbina con respecto al viento. • Diseñar un controlador digital para garantizar a la salida un nivel estándar de voltaje constante. . • Diseñar los circuitos de acondicionamiento para los sensores y de accionamiento para los actuadores. los álabes pueden girar con respecto a su eje. el control pitch puede ser usado para mantener un tope en la potencia generada por la turbina. A altas velocidades de viento. este tipo de control tiene como ventaja: buen control sobre el voltaje generado. arranque asistido y parada de emergencia. .Descripción del proceso A través del control pitch. esto provoca una variación de la fuerza ejercida por el viento sobre el eje del rotor. y evitar daños a la misma. Diagrama de bloques . .Instrumentos y actuadores sensores Se monitoreará la velocidad del viento con un anemómetro. (6.cm) Torsión de la parada (6.6 oz / in.0kg. (4.8V): 0.Actuador El servomotor hs-485hb Sistema de control: + ancho de pulso de control 1500usec Neutral Pulso requerido: 3-5 voltios pico a pico de onda cuadrada Tensión de funcionamiento: 4.0V): 83.8V): 66.22sec/60 ° sin carga Velocidad de funcionamiento (6.0V): 0.0 voltios Rango de temperatura de funcionamiento: -20 a +60 grados C Velocidad de funcionamiento (4.8kg. un pulso lado viajar 400usec .3 oz / in.8 a 6.cm) Ángulo de funcionamiento: 45 Grados.18sec/60 ° sin carga Torsión de la parada (4. 𝟗 Rendimiento aerodinámico máximo. 𝟑𝟏𝟔𝟖 . 𝟒𝟒 (obtenido por graficas) Rendimiento mecánico. 𝒏𝒆 = 𝟎. 𝟖 Rendimiento nominal o total. 𝒏𝒕 = 𝒏𝒆 ∗ 𝒏𝒎 ∗ 𝑪𝒑𝒎𝒂𝒙 𝒏𝒕 = 𝟎. 𝒏𝒎 = 𝟎. 𝑪𝒑𝒎𝒂𝒙 = 𝟎. Pérdidas del rotor.Pérdidas del multiplicador.Diseño mecánico Rendimiento eléctrico. se estima un rendimiento del 90%. fricción. se estima un rendimiento del 80%. del generador. 47 m/s .64 m/s Velocidd de salida del viento(V2): aprox 0.8m/s Velocidad necesaria en el aerogenerador: 4.Se tomaron los siguientes datos experimentales: Velocidad de entrada del viento(V1): aprox 6. 𝟔𝟗𝟗𝟐𝟓 𝑲𝒈𝒇 . 𝟎𝟒𝟗𝟓 𝒎 𝑭𝒆𝒔𝒕 𝒂𝒆𝒓𝒐𝒅 = 𝟐 ∗ Ω ∗ 𝑭𝒂𝒆𝒓𝒐𝒅 𝑭𝒆𝒔𝒕 𝒂𝒆𝒓𝒐𝒅 = 𝟎. 𝟎𝟖𝟑𝟗𝟏 𝑭𝒂𝒆𝒓𝒐𝒅 = 𝟎.𝑳𝒑𝒓𝒐𝒎 = 𝑹∗𝑺𝑷 𝒁∗𝑪𝒍 𝑳𝒑𝒓𝒐𝒎 = 𝟎. 𝟎𝟔𝟐 ∗ 𝑨 ∗ 𝑽𝟐 𝑭𝒂𝒆𝒓𝒐𝒅 = 𝟎. 62N=2.51Kgf 𝑷𝒂 = 𝟎.32 𝒆𝒎𝒑𝒖𝒋𝒆 𝒅𝒊𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒊𝒅𝒐 T= 𝟐𝒓𝒐𝑽𝟐 𝒂 𝟏 − 𝒂 𝑨 T=24. 𝟓 ∗ 𝒑 ∗ 𝑽𝟐 Presión que ejerce el viento a 4. 𝟔𝟕 𝑵 = 𝟏.47 m/s 𝑭𝒂 = 𝑷𝒂 ∗ 𝑨 Fuerza ejercida por el viento sobre los álabes [N] 𝑭𝒂 = 𝟏𝟐.𝒇𝒂𝒄𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒊𝒏𝒅𝒖𝒄𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒂𝒙𝒊𝒂𝒍 U=(1-a)V0 a=0. 𝟐𝟗 𝑲𝒈 . 𝑺𝒊𝒎𝒖𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑭𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂𝒔 . 𝑺𝒊𝒎𝒖𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 . 𝑺𝒊𝒎𝒖𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂𝒔 . 𝑪𝒆𝒏𝒕𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒆 𝒊𝒏𝒆𝒓𝒄𝒊𝒂 . 𝑪𝒆𝒏𝒕𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒆 𝒊𝒏𝒆𝒓𝒄𝒊𝒂 . 𝑪𝒊𝒓𝒄𝒖𝒊𝒕𝒐 𝑨𝒓𝒅𝒖𝒊𝒏𝒐 . 1mm) K = .𝑺𝒆𝒓𝒗𝒐𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓 A = .384” (9.174” (4.75mm) L = .126” (3.09” (53.575” (40mm) X = .82mm) B = .9mm) C = 1.394” (10mm) E = .472” (12mm) H = 1.42mm) M = 1.547” (13.35mm) D = .181” (30mm) G = .2mm) .102” (28mm) J = 2.352” (34.780” (19.394” (10mm) F = 1. Modelo estático . y utilizando un control pitch se regula la velocidad de giro del rotor. • . estarán los otros dos para compensar esa pérdida. ya que un voltaje más alto no podrá ser leído por el Arduino. • Para una correcta regulación del ángulo de paso es necesario censar la potencia generada en tiempo real. ya que ofrece más seguridad al sistema. que incide directamente en la potencia generada. • La ubicación de la antena del módulo de recepción de datos ubicada en el buje del aerogenerador debe estar lo más centrada posible con respecto al eje de giro del buje. si el control para un álabe falla. • La generación de potencia es directamente proporcional a la velocidad de giro del rotor. e incluso podría llegar a activar el freno mecánico con el que cuenta el aerogenerador. • Para este sistema se planteó que el voltaje a regular sea 4 Volts.conclusiones • El sistema de control pitch individual es mejor que un sistema de control pitch planetario. esto con el fin que ésta gire sobre su propio eje y evitar pérdidas de datos. pdf http://www.com/servos.html http://www.opexenergy.enernaval.org/en/knowledge/publications.es/PDF/Aerogeneradores.superrobotica.unavarra.es/dinaero/Enneko/Dinamica_de_Aerogeneradores_Parte_1.org.mx/proyectoMEM/docpdf/tecnologia_eolica.com/eolica/principio_de_funcionamiento.htm • • • • • • • • • • • • http://www.html#6.pdf .bibliografía http://www.pdf http://www.imac.windpower.mforos._OTROS_METODOS_DE_CONTROL_DE_P OTENCIA http://maquetasenpapel.iie.com/1305366/9157135-aerogenerador-eolico-1-50-terminadopor-fin/ http://www.
Report "Diseño de un control pitch para una turbina"