Advanced control for floating offshore wind turbines

Resumen

Los aerogeneradores flotantes presentan diversos retos tecnológicos, entre los cuales, las atenuaciones de la dinámica producida por el empuje del viento y la inducida por el oleaje, debido a la baja rigidez hidrodinámica de la plataforma, son vitales. Estas dinámicas no solo influyen en el funcionamiento normal del aerogenerador, sino que además, incrementan las cargas mecánicas de algunos componentes, como la torre y palas del aerogenerador. Por ello, el objetivo de esta tesis es minimizar las dinámicas de los aerogeneradores flotantes, mejorando el funcionamiento a la vez que se reducen las cargas mecánicas producidas en la torre y palas mediante técnicas de control avanzadas, y así, aumentar la eficiencia del aerogenerador y prolongar la vida útil de dichos componentes.La descripción del trabajo incluye el modelado de plataformas flotantes y el desarrollo de dos lazos de control, que respectivamente realimentan la velocidad de la góndola y los momentos flectores en las raíces de las palas, para la contribución en la regulación del ángulo de pitch de las palas del aerogenerador. Además, se estudia la relación de las dimensiones de las plataformas flotantes y el desempeño del controlador diseñado con el fin de reducir las dimensiones de la plataforma manteniendo las propiedades del funcionamiento del aerogenerador. Se proponen dos métodos innovadores para la linealización de los modelos no lineales de aerogeneradores flotantes y la optimización de los lazos de control diseñados en esta tesis. Los resultados mostrados demuestran la eficacia del controlador diseñado en la consecución de los objetivos propuestos.