• Técnicas de control para extracción de máxima potencia en convertidores undimotrices del tipo absorbedor puntual

Eugenio Gelos (autor principal, e-mail: eugeniogelos@fi.mdp.edu.ar), Marcos Judewicz y Daniel Carrica

ICYTE (UNMDP-CONICET), Facultad de Ingeniería, UNMDP, Mar del Plata, Argentina.

Se presentará el grupo de trabajo así como los objetivos centrales del proyecto Técnicas de control para extracción de máxima potencia en convertidores undimotrices del tipo absorbedor puntual. Se mencionará la vinculación con empresas nacionales para el desarrollo de un convertidor undimotriz en la Argentina. Se describirán las etapas del proyecto, y los desafíos encontrados. Se explicitarán los principales logros, a saber: modelo hidrodinámico del sistema, prototipo experimental escala 1:10, evaluación energética del recurso para dos puntos geográficos de la costa de Mar del Plata, instrumentación completa del prototipo para una correcta evaluación experimental del modelo. Finalmente, se presentará el estado actual del proyecto y los próximos pasos.

• Sistemas de control de maximización de energía en equipos de conversión de energía de olas

Demián García-Violini (autor principal, e-mail: ddgv83@gmail.com)

Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes, Buenos Aires, Argentina.

CONICET, Buenos Aires, Argentina.

Los sistemas de conversión de energía de olas (WECs) continúan hoy en activo desarrollo, con grandes avances en los últimos años, prometiendo ser componentes claves en matrices de generación libres de carbono. En este contexto, se ha establecido que una tecnología de control adecuada tiene la capacidad de mejorar en gran medida el rendimiento de los WECs. Así, en los últimos años, el diseño de controladores de maximización de energía en WECs ha evolucionado significativamente, desde los primeros métodos monocromáticos basados en el ajuste por adaptación de impedancia, hasta complejos algoritmos numéricos que pueden manejar estados de mar policromáticos, restricciones y no linealidades. Esta presentación proporciona una perspectiva general del estado del arte de sistemas de control de maximización de energía aplicados a WECs. Con este objetivo, se discuten los principios básicos de los sistemas de control en WECs. La discusión se aborda diferenciando sistemas de control según sean basados, o no, en optimización, OP y nOP, respectivamente. Con el fin de ejemplificar estrategias OP y nOP, se describen controladores robustos basados en métodos espectrales y el LiTe-Con. Finalmente, se aborda el desarrollo desde la perspectiva experimental utilizando material de divulgación sobre sistemas de identificación y control en sistemas WECs.

• Clima de olas: análisis del recurso en sitios costeros de Mar del Plata, argentina

Bárbara E. Prario(1) (autora principal, e-mail: babaraprario@gmail.com) y Walter C. Dragani (1,2)

1) Servicio de Hidrografia Naval, Ministerio de Defensa (SIHN/MinDef), CABA, Argentina.

2) CONICET, Buenos Aires, Argentina.

En el marco de una cooperación entre (i) el Servicio de Hidrografía Naval, (ii) la Estación de Observaciones Costeras de Mar del Plata (EOC-MdP), (iii) el Laboratorio de Instrumentación y Control (LIC), perteneciente al Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica (ICYTE, CONICET – UNMDP), (iv) el equipo de Ingeniería Undimotriz de la Universidad Tecnológica Nacional – regional Buenos Aires, y (vi) la empresa marplatense QM-Equipment, se estudió el clima de olas en dos sitios costeros de Mar del Plata, de especial interés para el aprovechamiento undimotriz. Para ello se utilizaron observaciones de altura, período y dirección de olas en aguas intermedias (AI), obtenidas desde la Estación de Observaciones Costeras (EOC-MdP), entre el 2013 y el 2018. Primeramente, las alturas de ola fueron transformadas desde AI hasta aguas profundas (AP), utilizando los conceptos básicos de la Teoría Lineal de Olas. Luego, se propagaron desde AP hasta las inmediaciones de la escollera Norte del Puerto de Mar del Plata (P), y las adyacencias del emisario cloacal (E). Del análisis estadístico realizado se pudo observar que, en ambos sitios, la altura de la ola media (Hmedia) es inferior a 1 m, y que las alturas máximas (Hmáx) obtenidas son mayores en P que en E. Se concluyó que Hmáx es muy sensible a pequeños cambios, por lo tanto, se adoptó no considerarla como parámetro para la toma de decisiones, ya que su valor posee poco sustento estadístico. Por otro lado, se realizaron distribuciones bidimensionales de frecuencia de ocurrencia, las cuales permiten realizar los análisis de matrices de potencia energética y optimización del convertidor necesarios para continuar con el análisis del recurso. Se observó que el mayor porcentaje de ocurrencia en AI corresponde a H ≥ 1 m, mientras que en E se da para 0.5 < H < 1 m, y en P para H ≤ 0.5 m. Los resultados obtenidos brindan una aproximación teórica y preliminar del clima de olas, que permiten, entre otras cosas, decidir sitios energéticamente favorables para la instalación de equipos

• Desarrollo de técnicas de control avanzado aplicadas a sistemas de extracción de energía undimotriz

Facundo Mosquera (autor principal, e-mail: facundo.d.mosquera@gmail.com), Carolina Evangelista y Paul Puleston

Grupo de Estrategias de Control y Electrónica de Potencia (GECEP) en el Instituto LEICI, UNLP-CONICET-CIC,

El Grupo de Estrategias de Control y Electrónica de Potencia (GECEP) en el Instituto LEICI, UNLP-CONICET-CIC, desarrolla técnicas avanzadas de control para sistemas de energía undimotriz y equipos de emulación para su ensayo y optimización en laboratorio. El principal objetivo de los controladores es maximizar la extracción de energía contenida en la ola, lo cual puede lograrse estableciendo los puntos óptimos de funcionamiento para el dispositivo de energía undimotriz y actuar sobre el mismo para que opere en ellos. Se garantiza el cumplimiento de ese objetivo utilizando técnicas de control robustas como lo son los modos deslizantes de segundo orden (que pueden lidiar con la incertidumbre presente en este tipo de dispositivos). En este marco, se han hecho propuestas en conjunto con la Universidad de Maynooth y el Politécnico de Torino. Los sistemas con los que se ha trabajado son los convertidores de energía de ola basados en columna de agua oscilante y los absorbedores puntuales. Los resultados obtenidos demuestran que las técnicas de control robustas utilizadas garantizan el cumplimiento del objetivo de control en tiempo finito y pueden ser fácilmente aplicadas gracias a la simplicidad del algoritmo de control en cuestión.

• Desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento undimotriz: una perspectiva del sector productivo

Sofía Diaz Velez (autora principal, e-mail: sofia.diazvelez@qm-equipment.com)

QM Equipment S.A., Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina.

QM Equipment S.A. es una empresa metalúrgica marplatense dedicada al diseño y fabricación de equipamiento industrial para el sector energético del país, principalmente, equipamiento de servicio a pozo para extracción de hidrocarburos no convencionales. Desde el año 2016 buscamos acompañar la transición energética del país por medio de proyectos de innovación que contribuyan a la reducción de emisiones de CO2 y la creación del departamento de energías renovables. Dentro de esta última área tenemos dos líneas de trabajo principales, una en relación a la energía eólica donde somos proveedores del servicio de ensamble de góndola y buje de aerogeneradores y otra, por medio del gerenciamiento de procesos de investigación y desarrollo de tecnologías para la conversión optima de la energía undimotriz. Dentro del encuentro nos gustaría recorrer nuestras instalaciones y poner a disposición nuestras capacidades para facilitar la construcción de prototipos.

• Modelos hidrodinámicos aplicados a convertidores undimotrices del tipo absorbedor puntual

Roberto Sosa(1) (autor principal, e-mail: rsosa@fi.uba.ar), Verónica Raspa(2) y Alejandro Otero(3)

1) CEAN-INTECIN,

2) IFIBA

3) CSC-CONICET

La cantidad de energía que se puede extraer de las olas empleando convertidores undimotrices (WEC) puede ser maximizada tanto a través de la optimización de la geometría como de la aplicación de estrategias de control. Ambos caminos requieren de un modelado matemático preciso del fenómeno hidrodinámico de interacción fluido-estructura. Por un lado, los modelos hidrodinámicos precisos son de suma importancia en la etapa de diseño de los WEC. Por otro lado, el tiempo computacional requerido por el modelo limita su aplicabilidad ya que implicaría demasiadas iteraciones o tiempo real de cálculo. De manera crítica, la precisión y el tiempo computacional de los modelos matemáticos son características contrapuestas, de manera que se debe encontrar una solución de compromiso apropiada de acuerdo a los objetivos perseguidos con el modelado, el tipo de WEC considerado, y las condiciones de operación. Los modelos hidrodinámicos lineales suelen ser empleados por su conveniencia computacional aunque es probable que resulten imprecisos cuando se implementa una estrategia de control. En este último caso el movimiento del dispositivo se exagera para maximizar la potencia generada, lo que invalida la suposición de linealidad. En este trabajo, discutiremos especialmente las características de los distintos modelos hidrodinámicos aplicados a WEC del tipo absorbedor puntual.