Análisis de la estabilidad de la potencia de aerogeneradores en micro redes eléctricas aisladas (2022)
Durante los últimos 3 siglos la humanidad se ha enfocado en la producción de energía eléctrica mediante combustibles fósiles. Este método de producción de energía eléctrica requiere de la extracción de dichos combustibles mediante la perforación del suelo y el subsuelo para su posterior combustión, generando gases de efecto invernadero que tienen un gran impacto en el medio ambiente. Con el fin de disminuir este impacto, se ha trabajado en el desarrollo de técnicas de conversión de energías limpias y renovables (es decir, no contaminantes e inagotables) para la producción de energía eléctrica. Uno de los principales recursos naturales que se ha utilizado para la producción de energía eléctrica es el viento, lo que se denomina energía eólica. Para tal fin se han desarrollado diferentes dispositivos denominados aerogeneradores cuya función es transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Los aerogeneradores, o generadores eólicos, se pueden clasificar de acuerdo a la posición de los ejes de la turbina. Existen turbinas de viento de eje vertical (VAWT) y turbina de viento de eje horizontal (HAWT). También se pueden clasificar de acuerdo al número de palas, que van desde 2 hasta 6 palas; de acuerdo a su velocidad, como lo son de velocidad fija, de velocidad parcialmente variable, de velocidad variable con convertidores parciales de frecuencia y de velocidad variable con convertidores completos de frecuencia. Finalmente los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo al tipo de generador, que puede ser generador sincrónico, generador de imán permanente, generador sincrónico de rotor bobinado (WRSG) o generador de inducción\cite{b3}. Gracias a estos dispositivos es posible generar electricidad, almacenarla, inyectarla a la red eléctrica (sistemas interconectados), o incluso abastecer de electricidad lugares remotos sin acceso a la red eléctrica (sistemas aislados) como casas de campo, instalaciones ganaderas, etc. Un factor importante a tener en cuenta en la generación y distribución de energía eléctrica es garantizar la calidad del servicio. Se entiende por calidad entregar al usuario una señal con ciertos parámetros definidos y preestablecidos. En el caso de la generación de electricidad a partir de la energía eólica, uno de los factores de mayor incidencia en la calidad del servicio es la variación de la velocidad del viento. Como la potencia de salida del aerogenerador es proporcional al cubo de la velocidad del viento, una pequeña variación en la velocidad del viento implica fluctuaciones en la potencia de salida. Asimismo las variaciones en la velocidad del viento, y por lo tanto en la velocidad de giro de la turbina, generan variaciones en la frecuencia de la señal que se entrega a la red. Lo anterior hace necesario el desarrollo y la implementación de mecanismos que permitan disminuir el impacto de los disturbios en la calidad de la energía eléctrica producida.