control de campos de colectores solares

ISSN: 1697-7912. Vol. 3, Núm. 4, Octubre 2006, pp. 26-45

CONTROL DE CAMPOS DE COLECTORES
SOLARES
Francisco R. Rubio ∗ Eduardo F. Camacho ∗
Manuel Berenguel ∗∗

∗
Dept. Ingenier´ıa de Sistemas y Autom´
atica.
Escuela T´ecnica Superior de Ingenieros. Universidad de
Sevilla. Camino de los Descubrimientos s/n. 41092-Sevilla.
Correos: {rubio,eduardo}@esi.us.es
∗∗
´
Dept. de Lenguajes y Computaci´
on.Area
de Ingenier´ıa
de Sistemas y Autom´
atica. Universidad de Almer´ıa.
Carretera Sacramento s/n. 04120-La Ca˜
nada, Almer´ıa.
Correo: beren@ual.es

Resumen: En este art´ıculo se presenta una visi´on general sobre diferentes
algoritmos b´asicos de control, aplicados durante los u
´ltimos veinticinco a˜
nos al
control de un campo de colectores solares distribuidos tipo ACUREX, situado
en laPlataforma Solar de Almer´ıa. Se tratan diferentes aspectos del problema
de control, desde el modelado del campo al desarrollo y aplicaci´
on real de varios
esquemas de control, todos ellos incorporando de forma expl´ıcita un controlador
por adelanto para cancelaci´on de perturbaciones basado en un balance energ´etico
de estado estacionario. Aunque los campos de colectores solares distribuidospresentan una gran riqueza din´amica, incluyendo comportamientos resonantes a
altas frecuencias, el trabajo se ha centrado en esquemas que hacen uso de modelos
de bajo orden del sistema (y que por tanto representan el comportamiento a
bajas frecuencias), o bien se basan en la experiencia sin uso expl´ıcito de modelos,
mostr´
andose algunos resultados representativos de cada uno de ellos. El trabajoincluye tambi´en un listado completo de trabajos publicados en este ´ambito
por diversos grupos de investigaci´
on a nivel internacional. Copyright c 2006
CEA-IFAC
Palabras clave: Planta Solar, Control Autom´atico, Control de temperatura, Energ´ıa Solar T´ermica.

´
1. INTRODUCCION

Desde hace alg´
un tiempo y fundamentalmente
tras la crisis energ´etica, se ha puesto de manifiesto
un creciente inter´espor el aprovechamiento de
fuentes energ´eticas no exploradas hasta ahora, o
que lo han sido insuficientemente. Tal es el caso
de la energ´ıa solar, y concretamente de las plantas
el´ectricas termosolares.

Las Centrales El´ectricas Termosolares (CET),
son sistemas empleados para obtener la energ´ıa
el´ectrica a partir de la energ´ıa solar mediante la
transformaci´on previa de ´esta en energ´ıat´ermica.
El dise˜
no de este tipo de centrales no comienza
hasta 1977 (Ruiz y G´omez 1982), poni´endose en
marcha las primeras en 1981.
La diferencia fundamental entre una planta convencional y una planta solar es que la energ´ıa

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F. R. Rubio, E. F. Camacho, M. Berenguel

primaria no puede ser manipulada por el hombre,
es intermitente y cuando se encuentra disponible,
resulta cara detransformar. Por todo ello, en una
planta solar se requiere un sofisticado sistema de
control capaz de mantener unas especificaciones
m´
as rigurosas que en el caso de un control cl´asico.
Fundamentalmente existen dos tipos de CET,
seg´
un el n´
umero de componentes que transforman la energ´ıa solar en t´ermica; si es s´olo uno,
se denominan sistemas de receptor central y si
cada captador dispone de supropio dispositivo de
transformaci´on, se denominan sistemas de colectores distribuidos. Este art´ıculo se centrar´
a en las
CET de colectores distribuidos y particularmente
en el sistema de control necesario para conseguir
un aprovechamiento ´optimo de la energ´ıa disponible.
Durante los u
´ltimos veinticinco a˜
nos se ha realizado un considerable esfuerzo por parte de muchos
grupos de investigaci´
oncon el objetivo de mejorar la eficiencia de las plantas termosolares con
colectores distribuidos desde el punto de vista de
control y optimizaci´on. Muchos de estos trabajos
han utilizado el campo solar ACUREX situado en
la Plataforma Solar de Almer´ıa, que forma parte
del programa de grandes instalaciones de la Uni´
on
Europea.
En este art´ıculo se presenta la descripci´
on de dicha
planta,...