Monitorización y control de un sistema de energías renovables ubicado en la Base Antártica Española Juan Carlos I

• Main Author: Sans Cuadrat, Joel
• Other Authors: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Unidad de Tecnología Marina, Río Fernandez, Joaquín del
• Format: Bachelor Thesis
• Language: Spanish
• Published: Universitat Politècnica de Catalunya 2016
• Subjects: Àrees temàtiques de la UPC::Energies; Àrees temàtiques de la UPC::Informàtica::Automàtica i control; Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica::Instrumentació i mesura; Renewable energy sources; Wind turbines > Automatic control; Base Antártica Española; Energías renovables; Aerogenerador; Campo fotovoltaico; Baterías; Iridium; CompactRIO; Labiew; Energies renovables; Aerogeneradors > Control automàtic; Austral; Española; Invierno; isla Livingston; Antártica
• Online Access: http://hdl.handle.net/2117/102026

La Unidad de Tecnología Marina – UTM – de la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas – CSIC – es la responsable del correcto funcionamiento de la Base Antártica Española Juan Carlos I ubicada en la isla Livingston del archipiélago Shedland del Sur del Continente Antártico. La actividad de la BAE durante todo un año tiene dos escenarios completamente distintos: El primero, coincidente con el verano austral, la BAE goza de actividad científico-técnica donde el día a día acontecen las tareas propias de las comunidades que conviven en ese entorno remoto. El segundo escenario, en invierno, la BAE permanece en silencio, sin actividad, sin asistencia y con prácticamente todas las instalaciones técnicas desactivadas. Así, podríamos entender que toda actividad cesa en la BAE cuando se acontecen los fuertes vientos y escasea la luminosidad?. No. Hay una instalación que está en funcionamiento sin interrupción durante todo el año. La infraestructura de las Energías Alternativas de la BAE no cesa su actividad porqué de ella dependen los proyectos que requieren equipos – habitualmente dataloggers y sensores – que registran datos durante todo el año. Este hecho obliga a tener una instalación de generación eléctrica basada en fuentes de energía renovable consistente en aerogeneradores y campos fotovoltaicos que garanticen el suministro eléctrico ininterrumpido las 24h todos los días del año. Esta infraestructura necesita o requiere de un sistema embedded, robusto, fiable y escalable para la adquisición de datos tanto de generación como de consumo eléctrico así como el cómputo del balance energético global. El establecimiento de estrategias para decidir las acciones a realizar cuando el sistema a desarrollar detecta deficiencia o exceso de energía producida, motivada por la ausencia o exceso de vientos. Los objetivos que persigue el presente proyecto es el desarrollo de un sistema robusto que permita la supervisión, monitorización y control de la instalación del sistema de energías renovables de la Base Antártica Española capaz de funcionar tanto en el escenario de verano austral – con asistencia técnica – como en el escenario de invierno sin asistencia. Para la consecución de dicho objetivo se han realizado las acciones que se enumeran a continuación: 1. Diseño del sistema de monitorización y selección de la plataforma hardware de control CompactRIO de National Instruments. 2. Descripción de las variables y los rangos a monitorizar por el sistema: Tensiones, Corrientes, Variables digitales, Condiciones ambientales… 3. Selección de dispositivos sensores e integración con la plataforma de control. 4. Diseño del sistema de comunicaciones: Shared Variables, TCP, Serial y Vía Satélite Iridium. 5. Diseño y programación del Software embedded de Adquisición de datos, Procesado, Almacenamiento y Transmisión de datos para la plataforma CompactRIO con la herramienta de programación LabView y su módulo Real-Time de National Instruments. 6. Diseño y programación del Software de escritorio para la Monitorización y Supervisión de la instalación de las energías renovables de la BAE con la herramienta de programación LabView de National Instruments.