Projeto e desenvolvimento de uma bancada Hardware-In-The-Loop para testar um sistema de geração de energia de ondas oceânicas

Abstract

Um sistema Hardware-In-the-Loop para emular um conjunto turbina e gerador capaz de gerar energia pelo movimento das ondas é o objetivo deste trabalho. É apresentada uma visão geral sobre os diversos modelos de geradores existentes no mundo, além de realizar uma síntese do modelo matemático de um gerador de energia por ondas através de coluna d’água oscilante. Por meio de referências de curva de rendimento, o dispositivo HIL é construído para replicar um modelo real de sistema boia e turbina, desacoplando do modelo seu gerador original e incorporando uma máquina de imãs permanentes. Sistemas de hardware, instrumentos de medição e softwares são implementados com o objetivo de realizar controle de torque por meio da PTO entre turbina e gerador. São realizados ensaios a vazio e curto-circuito para obtenção de parâmetros do gerador, tais como indutância de eixo direto e quadratura.

A Hardware-In-the-Loop system to emulate a turbine and generator set capable of generating energy through the movement of waves is the objective of this work. An overview of the different models of generators existing in the world is presented, as well as a synthesis of the mathematical model of a wave energy generator through the oscillating water column. Using yield curve references, the HIL device is built to replicate a real model of a float and turbine system, decoupling its original generator from the model and incorporating a permanent magnet machine. Hardware systems, measuring instruments and softwares are implemented with the objective of performing torque control through the Power Take Off (PTO) between turbine and generator. Open-circuit and short circuit tests are performed for generator parameter results, such as quadrature and direct axis inductance.