Análisis y diseño de un sistema lidar para la medida del viento en aerogeneradores

Fernández González, Marta (2016). Análisis y diseño de un sistema lidar para la medida del viento en aerogeneradores. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Análisis y diseño de un sistema lidar para la medida del viento en aerogeneradores
Author/s:
  • Fernández González, Marta
Contributor/s:
  • Esquivias Moscardó, Ignacio
Item Type: Final Project
Date: 2016
Subjects:
Freetext Keywords: Doppler, lidar, viento, turbina, aerogenerador, onda continua, CW, coherente, CDL, laser, semiconductor DFB, Master oscillator power amplifier, MOPA, DFT
Faculty: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Department: Tecnología Fotónica y Bioingeniería
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El estudio de la velocidad del viento en áreas donde se encuentran parques eólicos ha supuesto un índice de garantía y seguridad para la industria de energía eólica, pues consigue optimizar el funcionamiento de los aerogeneradores e incrementar la energía producida anualmente. Tradicionalmente, esto se ha realizado mediante anemómetros de molinete, que suelen disponer de una veleta para detectar también la dirección del viento, colocados sobre la parte superior de mástiles meteorológicos. Actualmente se encuentran en investigación y desarrollo alternativas para obtener la velocidad del viento de forma remota, que además aportan información más completa y son empleadas en diversas aplicaciones diferentes. Entre estas se encuentra el LIDAR (Light Detection and Ranging), cuyo funcionamiento básico se basa en la emisión de radiación láser de una determinada frecuencia que, tras ser retro-dispersada por los aerosoles de la atmósfera, es recibida por el sistema para obtener la información del viento. La señal recibida experimenta un desplazamiento en frecuencia debido al efecto Doppler producido por la velocidad de las partículas que corresponde a la velocidad del viento. La medida de este desplazamiento en frecuencia en varias posiciones permite obtener el vector velocidad del viento. En este trabajo se analizará la tecnología lidar empleada en la medida del viento, especialmente en su aplicación a aerogeneradores. Se estudiarán en primer lugar los aspectos generales tales como las bases de funcionamiento, los tipos existentes, el estado actual de sistemas comerciales y sus aplicaciones. Posteriormente se realizará un análisis más completo de los sistemas lidar de láser de semiconductor de onda continua montados en turbina. Se detallarán los elementos del sistema y el proceso de obtención de la velocidad. Además, se incluirá un análisis matemático que complemente lo anterior, cuyo propósito es el de conocer las prestaciones de un sistema en función de los diversos parámetros que lo caracterizan. Finalmente se diseñará un sistema lidar de onda continua, seleccionando los elementos necesarios entre componentes comerciales, de forma que cumpla unos requisitos de calidad y precisión derivados del estudio previo.

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Item ID: 43289
DC Identifier: http://oa.upm.es/43289/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:43289
Deposited by: Biblioteca ETSI Telecomunicación
Deposited on: 12 Sep 2016 12:55
Last Modified: 12 Sep 2016 12:55
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