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Proyecto de investigación


Tecnologías Avanzadas de Conversión Electrónica de Potencia y Estrategias de Operación para la Integración de Energías Renovables (Ares)

Responsable: Leopoldo García Franquelo
Tipo de Proyecto/Ayuda: Proyectos de Excelencia de la Junta de Andalucía
Referencia: P11-TIC-7070
Fecha de Inicio: 26-03-2013
Fecha de Finalización: 30-06-2018

Empresa/Organismo financiador/es:

  • Junta de Andalucía (Consejería de Innovación, Ciencia y Empresas)

Equipo:

Contratados:

Resumen del proyecto:

Este proyecto se enmarca dentro de las líneas de investigación para la mejora de la eficiencia energética y la sostenibilidad de los sistemas de generación de energía renovable, en concreto los basados en energía eólica y fotovoltaica. Estas fuentes de energía se caracterizan por necesitar de sistemas de adaptación de potencia capaces de convertir una energía limpia, ya sea el viento o el sol, en energía eléctrica. Además, dado su carácter aleatorio dependiente de las condiciones ambientales, es necesario desarrollar técnicas específicas para su posible almacenamiento buscando objetivos tanto de eficiencia energética como económicos.
Así, el proyecto pretende aportar soluciones novedosas para obtener una eficiente inyección de potencia en la red de la energía procedente del viento y el sol como fuentes de energía renovables pudiendo trabajar conjuntamente con sistemas de almacenamiento de energía mediante el uso de dispositivos basados en electrónica de potencia y sus sistemas de control asociados. Se pretende profundizar en el empleo de semiconductores, topologías y técnicas de modulación más eficientes para conseguir mejoras en coste, robustez y fiabilidad. En concreto, se pretenden abordar tecnologías como: nuevas técnicas de control y modulación aplicadas a topologías tanto de convertidores dc/dc como convertidores dc/ac, pretendiendo conseguir simultáneamente equipos con mayor potencia nominal y más eficientes.
Para llevar a cabo este análisis se construirá un sistema de pruebas que incluirá un dispositivo para la inyección de potencia en la red basado en tecnología multinivel y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica, basado en supercondensadores y/o baterías. Ambos sistemas se interconectarán a un sistema real o de emulación del comportamiento de la fuente de energía renovable ya sea el sol o el viento. Con ello, se pretende disponer de una infraestructura de investigación fundamental que permita comprobar experimentalmente las hipótesis de partida y poder aportar nuevas soluciones al problema de la eficiencia, fiabilidad y coste en los sistemas de conversión de potencia de energías renovables. La monitorización y el control de los sistemas electrónicos de potencia propuestos se llevarán a cabo gracias a microprocesadores DSP de altas prestaciones de última tecnología del fabricante Texas Instruments apoyados por dispositivos programables tipo FPGA del fabricante Xilinx.
Por otra parte, se pretenden desarrollar herramientas y estrategias de operación y control en redes de distribución con alta penetración de fuentes renovables y sistemas de almacenamiento que permitan operar la red de distribución de forma óptima. Se estudiarán modelos basados en técnicas de optimización y se hará especial hincapié en el modelado del carácter estocástico de las restricciones de operación de las fuentes renovables y sistemas de almacenamiento.

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