Control no lineal de la generación de energía
El comportamiento de los sistemas de generación de energía descentralizados se caracteriza por las no linealidades y por la interacción de fenómenos dinámicos continuos y discretos. Estos aspectos hacen inadecuado el aplicar las técnicas tradicionales de control, basadas en modelos linealizados o puramente continuos. El objetivo del proyecto ACRES (Advanced control of renewable energy generation systems based on fuel cells\wind power) consistió, por lo tanto, en introducir técnicas nuevas de control no lineal que fuesen adecuadas para dichos sistemas de generación de energía. Colaboraron a tal efecto teóricos del control y especialistas energéticos. A lo largo de la duración del proyecto, este equipo desarrolló varios controladores no lineales avanzados. Entre ellos se propuso un controlador de modo deslizante destinado a aumentar las prestaciones de los sistemas híbridos de generación aplicados a las energías renovables y, en especial, a las celdas de combustible y a las turbinas eólicas. Los investigadores también aportaron un método muy fiable dirigido a solventar el problema que se da en el control de la alimentación del aire en sistemas de celdas de combustible con membranas electrolíticas de polímero (CCMEP). Este controlador, denominado «Super-Twisting», se diseñó a partir de un modelo no lineal de una instalación de laboratorio para ensayo de celdas de combustible. Asimismo, en el marco del proyecto ACRES se desarrolló un modelo dinámico del subsistema térmico de CCMEP a alta temperatura cuyo funcionamiento difiere significativamente del de las celdas de combustible convencionales. Esta actividad supuso un primer paso esencial hacia un controlador de temperatura experto destinado a una pila de celdas de tamaño pequeño. Los resultados de diversos estudios experimentales han confirmado que es posible lograr una gestión térmica adecuada para aumentar las prestaciones del sistema. Además, se demostró la capacidad de un algoritmo de control de búsqueda del extremo en cascada con un controlador PI local para regular la temperatura y conseguir una tensión de celda máxima. Por último, el proyecto ACRES se centró en los vehículos eléctricos híbridos, que auguran prestaciones y autonomías elevadas. En estos vehículos se combina un motor de combustión interna con una máquina eléctrica que se utiliza bien como propulsor, bien como generador, que descarga o carga las baterías respectivamente. Los investigadores estudiaron la combinación de un generador síncrono de rotor devanado y una máquina de inducción con doble alimentación. Esta configuración con dos máquinas permitió utilizar convertidores de potencia más reducidos y aumentó el número de acciones de control, lo cual a su vez garantizó una mejor gestión energética. El impacto de las labores del proyecto ACRES a nivel científico resultó ser significativo, como lo demuestra la acogida dispensada a los artículos publicados en diversas revistas especializadas arbitradas. Las expectativas que el equipo alberga en cuanto a captar el interés de empresas fabricantes de componentes para sistemas de energías renovables son, por lo tanto, elevadas.
Palabras clave
Generación de energía, no linealidades, ACRES, energía renovable, celdas de combustible, turbinas eólicas