Modelització i simulació d’un aerogenerador eòlic amb el llenguatge Modelica

Abstract

En aquest Treball de Fi de Grau (TFG) s’utilitza el llenguatge de programació Modelica per modelitzar components físics relacionats amb l’energia eòlica. S’identificaran les diferents parts d’un aerogenerador eòlic i es dividirà aquest en diferents components interconnectats. Aquests components són el motor d’inducció per funcionar com a generador elèctric, la turbina eòlica, la transmissió mecànica entre l’eix de la turbina i l’eix del rotor de la màquina d’inducció, i la xarxa elèctrica que capta la potència generada. Es crearà un model matemàtic de cada component identificant les equacions que regeixen el seu comportament dinàmic i les variables que interaccionen amb els altres components. Aquests components s’agruparan en una llibreria per a realitzar posteriorment simulacions del sistema amb el programa de simulació numèrica SciLab/Xcos. Modelica és un llenguatge creat especialment per a la modelització de sistemes físics complexos de diferents dominis, com ara electricitat, mecànica o electrònica, entre altres. Es tracta d’un llenguatge obert i orientat a objectes i ha estat desenvolupat per la associació sense ànim de lucre Modelica Association [1]. Degut a que es tracta d’un llenguatge relativament nou (la versió 1.0 va aparèixer al 1997 i Modelica Association no es va crear fins l’any 2000), en aquest treball es farà una guia dels principis bàsics d’utilització, donant especial importància a la modelització de sistemes elèctrics i a la configuració dels diagrames de blocs. Les simulacions de l’aerogenerador es realitzaran amb els programes OpenModelica1 i Scilab/Xcos2. Aquests dos programes són oberts i es poden descarregar gratuïtament.