Disseny, anàlisi i construcció d'un sistema d'emmagatzemament d'energia elèctrica basat en supercondensadors

Abstract

El context socioeconòmic i mediambiental actual (canvi climàtic, esgotament i encariment dels recursos energètics, etc.) juntament amb l’increment de la implementació dels motors elèctrics en aplicacions cada vegada de major potència, ha despertat l’interès per l’emmagatzemament d’energia elèctrica com a instrument per a l’estalvi energètic i la reducció de les pèrdues. En aquest sentit, la maduresa de la tecnologia de supercondensadors genera grans expectatives pels seus avantatges en comparació als acumuladors elèctrics convencionals. L’objectiu d’aquest projecte és la construcció d’una bancada d’assaig que serveixi com a plataforma per al desenvolupament de sistemes d’acumulació mitjançant supercondensadors. Aquesta plataforma estarà formada per un generador i una càrrega connectades per un bus de tensió continua. A aquest bus es connecta un mòdul de supercondensadors mitjançant un convertidor DCDC que regula el flux d’energia entre el bus de continua i els supercondensadors. El projecte inclou en primer terme l’estudi dels supercondensadors com a dispositius acumuladors d’energia i l’anàlisi dels seus avantatges en comparació a altres tecnologies d’emmagatzemament. En segon lloc s’hi inclou el disseny conceptual del prototip, tant del suport físic –o hardware– com del programa de control –o software–, i la implementació física, construint un prototip de convertidor i programant el seu control sobre un microprocessador (DSP). Finalment s’avalua el seu comportament, en primer lloc mitjançant eines de simulació informàtiques i en segon lloc experimentalment. Com a resultat de la realització d’aquest projecte s’obté un sistema capaç d’emmagatzemar l’excés d’energia d’un bus de continua i retornar-lo posteriorment davant d’un increment en la demanda o una caiguda de la tensió del bus. D’aquesta manera es redueix el consum elèctric alhora que es millora l’eficiència energètica, ja que actualment i sense un sistema d’aquest tipus, l’excés d’energia que no pot ser retornat a la xarxa de distribució es dissipa en forma de calor mitjançant resistències de frenat.