Control Óptimo Aplicado a Campos de Colectores Solares Distribuidos

Francisco R. Rubio, Sergio J. Navas, Pedro Ollero, Joao M. Lemos, Manuel G. Ortega

Resumen

En este trabajo se describe el control de una planta solar de colectores cilíndrico parabólicos cuando la radiación solar está sometida a variaciones debidas al paso de nubes. El objetivo de las estrategias de control desarrolladas es optimizar la potencia generada, a diferencia de otras estrategias que persiguen el mantenimiento de la temperatura de salida del campo solar. El modelo desarrollado de la planta solar incluye tanto el campo solar con todos sus lazos, como el sistema de generación de potencia y el sistema de almacenamiento. Así mismo se modela el paso de las nubes con diferentes tamaños de cobertura del campo solar. Se desarrollan diferentes estrategias de control para maximizar la potencia generada y al mismo tiempo intentar producir dicha potencia el máximo de tiempo posible y con las menores variaciones.

Palabras clave

Control de procesos, Control predictivo, Optimización, Energía solar

Texto completo:

PDF

Referencias

Abutayeh, M., Alazzam, A. and El-Khasawneh, B. 2014. Balancing heat transfer fluid flow in solar fields. Solar Energy, 105, 381-389. https://doi.org/10.1016/j.solener.2014.03.025

Barão, M., Lemos, J. and Silva, R. 2002. Reduced complexity adaptive nonlinear control of a distributed collector solar field. Journal of Process Control, 12-1, 131-141.

Camacho, E.F., Rubio, F.R. and Gutierrez, J.A. 1988. Modelling and Simulation of a Solar Power Plant with a Distributed Collectors System. Power Systems, Modelling and Control Applications. pp 11.3.1-11.3.5, Federation IBRA-BIRA, Bruselas.

Camacho, E.F., Berenguel, M. and Rubio, F.R. 1997. Advanced control of solar plants. Springer-Verlag, London. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-0981-5

Camacho, E.F., Rubio, F.R., Berenguel, M. and Valenzuela, L. 2007. A survey on control schemes for distributed solar collector fields. Part I: Modeling and basic control approaches. Solar Energy, 81-10, 1240-1251.

Camacho, E.F., Rubio, F.R., Berenguel, M. and Valenzuela, L. 2007. A survey on control schemes for distributed solar collector fields. Part II: Advanced control approaches. Solar Energy, 81-10, 1252-1272.

Camacho, E.F., Berenguel, M., Rubio, F.R. and Martínez, D. 2012. Control of solar energy systems. Springer-Verlag, London. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-916-1

Camacho, E.F. and Gallego, A. 2013. Optimal operation in solar trough plants :A case study. Solar Energy, 95, 106-117. https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.05.029

Carmona, R., 1985. Análisis, modelado y control de un campo de colectores solares distribuidos con sistema de seguimiento en eje. Ph.D. Thesis.

Cirre, C., Berenguel, M., Valenzuela, L. and Camacho, E.F. 2007. Feedback linearization control for a distributed solar collector field. Control Engineering Practice, 15-12, 1533-1544.

Cirre, C., Berenguel, M., Valenzuela, L. and Klempous, R. 2009. Reference governor optimization and control of a distributed solar collector field. European Journal of Operational Research, 193, 709-717. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2007.05.056

Colmenar-Santos, A., Munuera-Perez, F., Tawfik, M. and Castro-Gil, M. 2014.A simple method for studying the effect of scattering of the performance parameters of parabolic trough collectors on the control of a solar field. Solar Energy, 99, 215-230.G https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.11.004

Gallego, A. and Camacho, E.F. 2012. Estimation of effective solar irradiation using an unscented kalman filter in a parabolic-trough field. Solar Energy,86-12, 3512-3518.

García, S. 2012. Guía técnica de la energía solar termoeléctrica Fenercom, Capítulo 1.

Lemos, J.M. 2006. Adaptive control of distributed collector solar fields. International journal of systems science, Vol. 37-8, 523-533. https://doi.org/10.1080/00207720600783686

Lemos, J.M., Neves-Silva, R. and Igreja, J.M., 2014. Adaptive control of solar energy collector systems. Springer-Verlag, London. https://doi.org/10.1007/978-3-319-06853-4

Lima, D., Normey-Rico, J. and Santos, T. 2016. Temperature control in a solar collector field using filtered dynamic matrix control. ISA Transactions, 62, 39-49. https://doi.org/10.1016/j.isatra.2015.09.016

Lippke, F. 1995. Simulation of the part-load behavior of a 30 MWe SEGS plant. Report No. SAND95-1293, SNL, Albuquerque, NM, USA.

Manzolini, G., Giostri, A., Saccilotto, C., Silva, P. and Macchi, E. 2012. A numerical model for off-design performance prediction of parabolic trough based solar power plants. Journal of Solar Energy Engineering, Vol.134. https://doi.org/10.1115/1.4005105

Meaburn, A. and Hughes, F.M. 1993. Resonance Characteristics of a Distributed Solar Collector Fields. Solar Energy, 51, 3, 215-221. https://doi.org/10.1016/0038-092X(93)90099-A

Montes, M., Abánades, A., Martínez-Val, J. and Valdés, M. 2009. Solar multiple optimization for a solar-only thermal power plant, using oil as heat transfer fluid in the parabolic trough collectors. Solar Energy, 83-12, 2165-2176. https://doi.org/10.1016/j.solener.2009.08.010

Navas, S.J., Rubio, F.R., Ollero, P. and Ortega, M.G. 2016. Modeling and simulation of parabolic trough solar fields with partial radiation. XV European Control Conference, 31-36. https://doi.org/10.1109/ECC.2016.7810259

Navas, S.J., Ollero, P. and Rubio, F.R. 2017. Optimum operating temperature of parabolic trough solar fields. Solar energy, 158, 295-302. https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.09.022

Price, H., Lupfert, E., Kearney, D., Zarza, E., Cohen, G., Gee, R. and Mahoney, R. 2002. Advances in parabolic trough solar power technology. Solar Energy, 124-2, 109-125.

Romera, J.A. y Santos, M. 2017. ParaTrough v1.0: Librería en Modelica paraSimulación de Plantas Termosolares. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI), Vol 14, 412-423. https://doi.org/10.1016/j.riai.2017.06.005

Rubio, F.R., Camacho, E.F. and Berenguel, M. 2006. Control de campos de colectores solares. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI), 3-4, 26-45.

Shinskey, F. 1978. Energy conservation through control. Academic Press.

Smith, R. 2005. Chemical process design and integration. Wiley.

Stodola, A. 1945. Steam and gas turbines. Vol. 1, Peter Smith, New York.

Abstract Views

1736
Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


 

Citado por (artículos incluidos en Crossref)

This journal is a Crossref Cited-by Linking member. This list shows the references that citing the article automatically, if there are. For more information about the system please visit Crossref site

1. Comparison of Different Repetitive Control Architectures: Synthesis and Comparison. Application to VSI Converters
Germán Ramos, Ramon Costa-Castelló
Electronics  vol: 7  num.: 12  primera página: 446  año: 2018  
doi: 10.3390/electronics7120446



Creative Commons License

Esta revista se publica bajo una Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)

Universitat Politècnica de València     https://doi.org/10.4995/riai

e-ISSN: 1697-7920     ISSN: 1697-7912