El problema que enfrenta esta compañía petrolera es que muchos de sus pozos se encuentran en áreas remotas que no cuentan con servicios de electricidad. El cabezal de pozo típico tiene un pequeño sistema de control y recopilación de datos que utiliza un promedio de aproximadamente 3 a 4 amperios las 24 horas del día. En estos casos, la compañía petrolera se enfrenta al uso de gas natural en boca de pozo para hacer funcionar un generador de respaldo o al uso de energía renovable para satisfacer el requisito de energía relativamente pequeño. Además, dado que las cargas son de CC y no de CA, una solución solar basada en baterías es una opción natural.
Dado que el requerimiento de energía es relativamente pequeño, hacer funcionar incluso un pequeño generador de gas natural de 10kw a 20kw las 24 horas del día, los 7 días de la semana, no es rentable. Incluso un pequeño generador de 10kw entregará hasta 40 amperios de corriente continua al nivel del mar, que es hasta 10 veces el requisito de carga. Además, el mantenimiento a largo plazo de un generador es mucho más costoso que una solución solar o eólica basada en baterías.
Debido al hecho de que una solución basada en energía solar y batería es ideal para este tipo de requisitos de carga, muchas compañías petroleras utilizan paneles solares junto con un banco de baterías para satisfacer sus necesidades de control y recopilación de datos en la boca del pozo.
Los patines solares típicos son portátiles, tienen aproximadamente 1000 vatios de paneles solares y un banco de baterías de aproximadamente 780 a 1200 AH. Por ejemplo, una carga de 6 amperios requerirá alrededor de 144 AH en un período de 24 horas. Una cifra típica de autonomía podría ser de 5 a 8 días, lo que requeriría aproximadamente 3 cadenas de 4 baterías L16 cada una cableadas para 24 VCC (12 baterías).
Dado que los patines solares de cabeza de pozo ubicados cerca de la costa tienen problemas con la producción debido a las capas de nubes marinas, se solicitó a la empresa que proporcionara una turbina eólica y un sistema de cargador inteligente que monitorearía dos bancos de baterías separados y cargaría la turbina directamente al banco de baterías que necesitaba la carga más. Desarrollaron una solución basada en PLC que usa un circuito simple de monitoreo de voltaje de CC y un par de relés de estado sólido para determinar el estado de carga de dos bancos de baterías separados y conecta la salida del controlador de carga de la turbina al banco de baterías que más lo necesita. El sistema se puede utilizar para ayudar a cargar patines de baterías solares y, con la flexibilidad del software, se puede adaptar a cualquier requisito.
Después de observar las cargas, el tamaño de los paneles solares y el tamaño de los bancos de baterías existentes, MacDonald Solar and Wind Inc. seleccionó la turbina eólica Whisper 200 fabricada por Luminous Renewables como la turbina para esta aplicación. Proporciona una energía significativa en comparación con la infraestructura solar ya existente, funciona bien con el recurso eólico presente en el área y es resistente y confiable. La compañía acopló esta turbina con la unidad Classic 150 y Clipper de MidniteSolar debido a su excelente cosecha de MPPT, programación personalizada de curvas de viento y alta protección de turbinas eólicas.
Para la aplicación en sí, querían tener una torre de aerogenerador portátil. Para lograr esto, diseñaron un patín de aerogenerador de concreto que se puede levantar con una carretilla elevadora en el lugar. Además, se especificó una torre de celosía autoportante para que la torre no necesitara cables de sujeción. Finalmente, la torre tiene una placa de bisagra para que la turbina pueda colocarse para su mantenimiento y reparación.
El sistema está ahora en operación en tres sitios de cabeza de pozo y ha demostrado tener un buen desempeño. El Whisper 200 puede producir hasta 5 kwh por día en sitios con buen viento, es muy resistente y requiere poco mantenimiento. Las condiciones del sitio de viento deben ser apropiadas a la necesidad; algo que es necesario en cualquier sitio de viento para asegurar un buen rendimiento.
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