Reducción de las oscilaciones de cabeceo de un aerogenerador flotante mediante control del ángulo de paso de pala

Resumen

Las turbinas eólicas flotantes sufren oscilaciones debidas a perturbaciones externas, principalmente olas y vientos fuertes, que a corto plazo han demostrado reducir la eficiencia y a largo plazo causar fatiga mecánica. Estas vibraciones pueden reducirse utilizando un control activo. Para el diseño de controladores eficientes para estos dispositivos complejos y no lineales, en este trabajo se desarrolla un modelo basado en funciones de transferencia, junto con su identificación. Se han generado datos sintéticos realistas utilizando el software de simulación de turbinas OpenFAST. Utilizando datos de un aerogenerador flotante tipo barcaza de 5 MW se identifica un modelo de seis grados de libertad adecuado para el diseño del sistema de control. Se realiza un análisis de control clásico para los grados de libertad de balanceo y cabeceo de la turbina flotante, concluyendo que el balanceo requiere un codiseño del sistema, pero el cabeceo sí permite un control efectivo. Se presentan los resultados obtenidos con un PD sobre el actuador del ángulo de paso de las palas, que servirán de base para el desarrollo de otros controladores.