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Generacin elctrica a partir del oleaje

La Unidad de Ingeniera elctrica del Departamento de Tecnologa del CIEMAT(Espaa) concluy, a finales de julio, los trabajos de la fase de laboratorio del proyectoUNDIGEN (Funcionalidad de Sistemas de Generacin Elctrica Undimotriz),

relacionados con el desarrollo de dispositivos para la conversin de la energa de lasolas en energa elctrica. El objetivo del proyecto UNDIGEN es la puesta en marchaen el mar, en Las Palmas de Gran Canaria, a finales de 2013, de un dispositivo degeneracin elctrica de 100 kW de potencia a partir de la energa de las olas del mar(generacin undimotriz). UNDIGEN es un proyecto cofinanciado con fondos FEDER.

La Unidad de Ingeniera elctrica lleva trabajando en energas marinas desde 2009; eneste proyecto en concreto, las tareas han consistido en definir la operacin completadel sistema de generacin, disear toda la parte elctrica del dispositivo, desarrollar yconstruir los equipos de electrnica de potencia y control para el acondicionamiento dela potencia, elaborar las estrategias ptimas de control de la planta y, por ltimo,integrar todos los sistemas en unos ensayos de laboratorio que han hecho funcionar el

sistema completo de la misma forma que lo har posteriormente en el mar, utilizandoun actuador (dispositivo mecnico) que produce un movimiento igual al que generaranlas olas marinas.

UNDIGEN es un proyecto INNPACTO 2011, y el CIEMAT forma parte del consorcio,junto con las empresas Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) y WEDGEGLOBAL y la Plataforma Ocenica de Canarias (PLOCAN), aunque tambin estnparticipando como subcontratadas empresas como NEUREUS, DEGIMA, CINTRANAVAL, ITXASMARINE, ELINSA, INABENSA y la Universidad Carlos III de Madrid.

El tipo de tecnologa con la que se est trabajado en esta planta de generacin marinaes la denominada absorbedor puntual que consiste en un dispositivo formado por doscuerpos que se desplazan relativamente en vertical uno respecto del otro en funcindel oleaje. Ese movimiento mecnico es transformado en energa elctrica medianteun generador lineal que se encuentra alojado dentro del absorbedor. Es necesariotambin disponer convertidores electrnicos que controlan la potencia obtenida delgenerador, que es gestionada de forma ptima en funcin de las caractersticas deloleaje en cada momento. Asimismo, parte de la potencia elctrica generada esutilizada para el suministro elctrico de los servicios auxiliares de la planta degeneracin. Adems, dado que el sistema se instalar a unas cinco millas de la costa,es necesario un sistema de comunicacin remoto que permita la operacin ymonitorizacin del sistema desde el puesto de control situado en la misma.

Esta etapa de laboratorio ha permitido ensayar todos los sistemas del dispositivo degeneracin antes de su instalacin en el mar, tanto individualmente como de formaconjunta, depurando los problemas de integracin de las diferentes partes, ajustando

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todos los parmetros de operacin y estableciendo las estrategias ms adecuadas defuncionamiento. Con todo ello se est ahorrando mucho tiempo y dinero en la etapa depruebas en el mar. Pero, cmo ha sido posible emular el funcionamiento deldispositivo en el mar dentro del laboratorio? El grupo del CIEMAT ha desarrollado unmtodo basado en utilizar parte del generador como actuador; ste emula la fuerzaque ejerce el oleaje en una determinada localizacin (conocida y caracterizada), sobreun determinado diseo de absorbedor puntual (conocido su comportamientohidrodinmico), cuando se acta sobre el sistema bajo una determinada estrategia decontrol ptima (estudiada previamente mediante simulacin del sistema completo). Deesta forma, las condiciones de trabajo son muy similares a las que el sistema tendren el mar en la etapa final.

Las pruebas del sistema completo mencionadas se han realizado en los laboratoriosdel Centro de Estudios y Experimentacin de Obras Pblicas (CEDEX), laboratoriosque son compartidos con el CIEMAT desde hace siete aos, mediante un Acuerdo deColaboracin que ha permitido el desarrollo de mltiples proyectos conjuntos.

Los equipos que se han utilizado en las pruebas de laboratorio han sido los siguientes:el generador lineal desarrollado por la empresa Neureus, que producir la potenciaelctrica al ser movido por el actuador, un convertidor electrnico que acondiciona esapotencia para ser entregada a la red (aunque en este proyecto la potencia no seenviar a la red de momento, sino que se disipar en unas resistencias in-situ), unconvertidor electrnico que deriva parte de la potencia a servicios auxiliares, unarmario de control que contiene toda la operacin de la planta, un conjunto de baterasque sirve de apoyo para el arranque del sistema cuando no haya oleaje, proteccioneselctricas rearmables automticamente, un sistema de comunicacin remota y, porltimo, los consumos auxiliares principales.

Ha sido de especial importancia el ajuste de los parmetros de regulacin de todos los

convertidores electrnicos para que las condiciones de obtencin de energa seanptimas.

El grupo de investigacin del CIEMAT ha conseguido en este proyecto un importantelogro tecnolgico y profesional con el desarrollo de unos sistemas totalmenteinnovadores dentro del panorama de la generacin marina, que ha requerido lacombinacin de conocimientos en disciplinas tan diferentes como la hidrodinmica, lamecnica, las mquinas elctricas, la electrnica de potencia, los sistemas de controldigital, los entornos de comunicacin y la instrumentacin, adems de la capacidad deprototipo y realizacin de pruebas de potencia en laboratorio. Un esfuerzo de muchosmeses con una planificacin muy ajustada que ha sido necesario coordinar con otrostrabajos y que ha concluido en un xito muy destacado, dada la repercusin que una

tecnologa tan novedosa como sta puede tener en el panorama energtico eindustrial actual.

No obstante, el proyecto no termina en este punto, ni mucho menos. En estosmomentos, todos los equipos que han sido probados en el laboratorio, estn siendoinstalados en el interior del absorbedor puntual y en los prximos meses, y tras serverificado de nuevo el funcionamiento conjunto de todos los sistemas, ser enviado alas instalaciones de PLOCAN (Plataforma Ocenica de Canarias) en Gran Canaria,donde se realizar su instalacin en el mar y su posterior puesta en marcha utilizandoya el recurso de oleaje real. En esta etapa el CIEMAT volver a tener una presenciaimportante puesto que al haber desarrollado el control y la operacin del sistemacompleto, ser el encargado de ajustarlo para que trabaje en condiciones ptimas.