Diseño de los circuitos de potencia de un aerogenerador marino.

Dentro del grupo de renovables, los aerogeneradores son los que mejor rendimiento energético presentan con un 50% frente al 15% de la fotovoltaica o termosolar. Por añadidura, aquellas turbinas con emplazamiento marino presentan una menor variabilidad en sus vientos y pueden llegar a valores de generación superiores a las terrestres, además de presentar un menor impacto visual y disponer de mayor espacio. No obstante, su inversión es elevada, principalmente por el desplazamiento para su instalación y mantenimiento. Es por ello por lo que el diseño de los componentes de dichas turbinas; rotor, góndola y torre, debe hacerse reduciendo los costes lo máximo posible y adecuándolo a su entorno, de forma que se garantice una mayor vida útil.
El objetivo de este proyecto es diseñar el accionamiento de generación de una turbina eólica marina de potencia 5MW. El aerogenerador se encontrará dentro de un parque eólico en la costa de Oaxaca, México con conexión punto a punto. Se compararán tecnologías de la maquinaria eléctrica y aparamenta con el fin de optimizar el tren de potencia, atendiendo a cuestiones técnicas, económicas y medioambientales. Los elementos estudiados y escogidos son; un generador síncrono de imanes permanentes y transmisión directa, un convertidor con control directo de par, transformación de baja a media tensión, protecciones eléctricas correspondientes y el cableado entre dichos componentes. Para completar, se ha simulado y comprobado el correcto funcionamiento del aerogenerador en el software Bladed de la empresa DNV.

Within the renewable energy group, wind turbines exhibit the highest energy efficiency at 50%, compared to 15% for photovoltaic or solar thermal energy. Additionally, offshore turbines experience less variability in wind conditions and can achieve higher generation values than onshore turbines, while also having a lower visual impact and more available space. However, their investment is high, mainly due to the logistics involved in their installation and maintenance. Therefore, the design of the components of these turbines—rotor, nacelle, and tower—must be carried out to minimize costs as much as possible and adapt them to their environment, ensuring a longer lifespan.
The objective of this project is to design the generation drive of a 5MW offshore wind turbine. The wind turbine will be located within a wind farm off the coast of Oaxaca, Mexico, with point-to-point connection. Electrical machinery and equipment technologies will be compared to optimize the power train, considering technical, economic, and environmental aspects. The elements studied and selected are a permanent magnet synchronous generator with direct drive, a converter with direct torque control, transformation from low to medium voltage, corresponding electrical protections, and the cabling between these components. To complete the project, the correct operation of the wind turbine has been simulated and verified using the Bladed software from DNV.