ITTO20080324A1

ITTO20080324A1 - Convertitore modulare della potenza elettrica prodotta da generatori eolici e centrale eolica impiegante lo stesso.

Info

Publication number: ITTO20080324A1
Application number: IT000324A
Authority: IT
Inventors: Dezza Francesco Castelli; Gabriele Marchegiani; Fabio Pallotti
Original assignee: Trevi Energy S P A
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-11-01
Also published as: US20090273956A1; US8174138B2; CA2664465A1; BRPI0901292A2; CN101645606A; EP2114001A1

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: CONVERTITORE MODULARE DELLA POTENZA ELETTRICA PRODOTTA DA GENERATORI EOLICI E CENTRALE EOLICA IMPIEGANTE LO STESSO.

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un sistema di conversione energetica per aerogeneratori, e in dettaglio si riferisce ad un convertitore modulare della potenza elettrica prodotta da generatori eolici ed alla relativa centrale eolica che lo utilizza.

Per una maggiore chiarezza di lettura della descrizione che seguirà, viene qui di seguito riportata la lista completa degli acronimi usati nel testo:

Ac - alternating current, corrente alternata; Dc - direct current, corrente continua;

Dcbus - circuito intermedio in corrente continua;

BT - bassa tensione;

MT - media tensione;

AT - alta tensione;

HVDC - high voltage direct current, trasmissione in alta tensione e corrente continua;

DDPMSG - direct drive permanent magnet synchronous generator, generatore sincrono a magneti permanenti con accoppiamento diretto;

DFIG - doubly-fed induction generator, generatore a induzione a doppia alimentazione;

IGBT - insulated gate bipolar transistor (transistor bipolare a terminale di porta isolato);

CSMM - Convertitore Statico Modulare Multilivello;

MCS - modulo di convertitore statico;

CD - Controllore Digitale;

CDM - controllore digitale Master;

CDS - controllori digitali slave;

Nm - numero di moduli MCS;

Nms - numero di moduli MCS in serie;

Nmp - numero di moduli MCS in parallelo;

Vmac - tensione alternata sul lato di ingresso di MCS ;

Vmcc - tensione continua sul lato di uscita di MCS ;

Vccn - tensione continua totale del circuito intermedio in corrente continua.

Lo sviluppo attuale delle turbine eoliche per la produzione di corrente elettrica, altresì note con il termine aerogeneratori (o generatori eolici), prevede taglie di potenza sempre più elevate; in particolare ciò è vero per gli impianti eolici offshore, ovvero quegli impianti installati ad alcune miglia dalla costa di mari o laghi, per meglio utilizzare la forte esposizione alle correnti di queste zone.

Come mostrato in figura 1, i generatori eolici 1 comprendono delle turbine eoliche 2 dotate di pale 2a e di sistemi ad ingranaggi 2b, 2c contenuti all’interno di un corpo 4 montato su un pilone 5 di sostegno. I generatori eolici 1 comprendono inoltre, sempre all’interno del corpo 4, dei generatori elettrici 3, atti alla conversione dell’energia meccanica prodotta dal vento che colpisce le pale della turbina in energia elettrica.

In molteplici casi, i generatori eolici 1 sono inoltre dotati di freni 6, i quali sono atti a rallentare la velocità di rotazione delle pale 2a della turbina 2 in caso di vento eccessivamente forte.

Tra i generatori elettrici che meglio si adattano all’applicazione a turbine eoliche vi sono:

- generatori ad induzione, con doppia alimentazione e tipicamente dotati di moltiplicatori di giri accoppiati all’albero 7 collegato con la turbina eolica 2 stessa;

- generatori sincroni con magneti permanenti (DDPMSG), in questo caso direttamente accoppiati all’albero della turbina.

In dettaglio in figura 2 è mostrata una sezione di un generatore sincrono 10 a magneti permanenti 11, in questo caso orientati tra di loro a 90 gradi l’uno rispetto all’altro. I magneti permanenti 11, assieme a degli avvolgimenti 12 di materiale conduttivo avvolto sui magneti permanenti 11 stessi, costituiscono il rotore 13 del generatore 10. Il rotore è connesso all’albero della turbina eolica 7 ed è installato all’interno di uno statore metallico magnetoconduttivo 14, entro il quale si propagano delle linee di campo magnetico 15 prodotte dal rotore 13 durante la rotazione.

Il DDPMSG è oggi meno diffuso rispetto al generatore ad induzione per questo particolare tipo di applicazione; tuttavia il DDPMSG presenta alcuni vantaggi non indifferenti di rendimento, di affidabilità, di semplicità di controllo e rappresenta quindi l’avanguardia della tecnica di conversione dell’energia cinetica meccanica in energia elettrica nel campo delle generatori eolici 1.

Inoltre, ad oggi si stanno sviluppando generatori eolici 1 di potenza superiore ai 3MW con generatore a velocità variabile connesso alla rete elettrica pubblica a 50/60 Hz mediante un convertitore statico di frequenza.

Ad oggi i generatori eolici 1 sono tipicamente equipaggiati con generatori da 400V o 690V, i quali impiegano convertitori a doppio stadio, con circuiti intermedi a corrente continua, noti con l’acronimo DCBUS, aventi tensione di uscita tipicamente pari a 650Vdc o 1100Vdc e realizzati con l’impiego di transistor bipolari con terminale di porta isolato (IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor) e destinati a pilotare alte tensioni.

Recentemente alcune compagnie hanno introdotto un sistema generatore-convertitore a media tensione, con tensione concatenata 3000Vac e 5000Vdc sul DCBUS.

Elevare la tensione del generatore/convertitore è una necessità, per realizzare generatori eolici di grande taglia. Con tensione di 690V, infatti, si realizzano convenientemente, stante le soluzioni attuali, generatori eolici aventi potenze fino a 3MW; per potenze superiori occorre elevare la tensione in modo da migliorare l’efficienza elettrica del sistema.

I generatori eolici sono attualmente connessi alla rete di distribuzione pubblica mediante un sistema di rete interna alla centrale in media tensione MT (ove con MT si intende una tensione compresa nell’intervallo [20 ÷ 36] kV) mediante trasformatori BT-MT (ovvero da bassa tensione, BT, al di sotto di 20kV, a media tensione) montati all’interno del generatore eolico stesso, che elevano la tensione al livello 20kV – 36kV della rete MT.

I generatori eolici 1, tipicamente disposti all’interno di una centrale eolica la quale ne contiene una certa pluralità, vengono poi connessi con la rete elettrica nazionale tramite:

1. distribuzione in MT con trasmissione in MT in corrente alternata con più cavi;

2. distribuzione per mezzo di sottostazioni MT/AT (ovvero di sottostazioni di conversione da media tensione ad alta tensione, AT) su piattaforme offshore e trasmissione dell’energia elettrica in AT in corrente alternata verso la distribuzione pubblica; e

3. distribuzione in MT con piattaforma per trasmissione con linee HVDC (High Voltage Direct Current, trasmissione in alta tensione e corrente continua).

In tutti e tre i casi precedentemente menzionati, la rete interna di distribuzione della centrale è sempre di tipo in media tensione e, generalmente, la tensione di 36kV non viene mai superata all’interno della centrale elettrica.

Tuttavia il livello della tensione elettrica delle linee di trasmissione di corrente della centrale eolica che sono connesse tra il generatore eolico e le stazioni di terra della rete pubblica, è funzione della distanza percorsa dalle linee stesse; qualora le distanze siano brevi, fino a 20km, si ricorre alla tecnica di cui al punto 1; per distanze superiori a 20km ma inferiori a 100km si impiegano le tecniche di cui al punto 2, con tensione alternata di 150kV a 50Hz, mentre oltre gli 80-100 km si impiegano le tecniche di cui al punto 3.

I sistemi eolici attuali tuttavia sono gravati da elevati costi dovuti alla quantità di apparecchiature presenti sui generatori eolici 1 e, conseguentemente da notevole peso. Conseguentemente la struttura di sostegno ed in particolare il pilone debbono essere accuratamente costruiti e sono molto costosi.

Inoltre i sistemi in corrente alternata CA all’interno delle centrali eoliche non permettono di disaccoppiare la centrale eolica dalla rete elettrica e sono poco tolleranti agli abbassamenti della tensione, andando quindi in parziale contrasto con alcune disposizioni di legge Europea, tra cui la CEI 11-32.

I sistemi di centrale eolica in corrente alternata non necessitano di invertitori di tensione (i cosiddetti inverter, e questo limita la capacità di produzione di potenza reattiva durante i guasti sulla rete, così da contribuire ad un veloce recupero della rete.

Inoltre è noto che le reti in corrente alternata sono affette dal fenomeno dello skin effect o effetto pelle, con il quale la corrente elettrica scorre solamente o per maggior parte nella parte esterna dei conduttori, obbligando a tediosi calcoli che tengano conto da un lato della resistenza strutturale dei conduttori elettrici (che pertanto non possono essere del tutto svuotati ma nemmeno esser di diametro troppo ridotto).

E’ noto infatti che alla profondità δ rispetto alla superficie esterna di un conduttore elettrico, la densità della corrente elettrica che percorre un conduttore in regime sinusoidale vale 1/e (circa 0,37) volte quella presente sulla superficie esterna.

Per calcolarne il valore, si usa la relazione:

dove ρ rappresenta la resistività di un 2 conduttore (tipicamente espressa in Ω mm/m), ω è la frequenza angolare (espressa in radianti al secondo) della corrente elettrica e • è infine la permeabilità magnetica assoluta del materiale conduttore (espressa in Henry al metro o, in maniera 2

equivalente, in N/A).

E’ quindi evidente che tanto maggiore è la frequenza di rete, tanto più il fenomeno è dannoso, in quanto è possibile dimostrare che la resistenza vista dalla corrente elettrica in regime sinusoidale è proporzionale alla radice quadrata della sua frequenza. Avere quindi un effetto pelle marcato, implica avere una notevole perdita ohmica sulla rete.

In tale contesto la possibilità di trasmettere energia elettrica in MT in corrente continua (DC, Direct Current) può risultare interessante permettendo di ridurre gli elementi presenti all’interno del generatore eolico e conseguentemente pesi e carichi supportati dai piloni di supporto.

Non ultimo, l’impiego di corrente alternata all’interno della centrale eolica implica che, in caso di guasto ad esempio di un avvolgimento di fase di un generatore 3, l’intero generatore eolico 1 deve essere messo fuori servizio, perché in caso contrario la forma d’onda della corrente elettrica generata non sarebbe più consona alle necessità della centrale.

Attualmente, infine, non esistono sistemi di trasmissione in media tensione (MT) in corrente continua per coprire brevi distanze, ovvero fino ad un massimo di 15-20km.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di conversione modulare della potenza elettrica prodotta da aerogeneratori, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un convertitore modulare della potenza elettrica prodotta da generatori eolici come descritto nella rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- in figura 1 è mostrato uno spaccato di un generatore eolico di tipo noto;

- in figura 2 è mostrata una vista in sezione di un motore elettrico di tipo sincrono;

- in figura 3 è mostrato uno schema a blocchi illustrante una possibile configurazione del convertitore secondo la presente invenzione;

- in figura 4 è illustrato uno schema elettrico di una sottoparte del convertitore secondo la presente invenzione;

- in figura 5 ed in figura 6 sono illustrate alcune possibili soluzioni di configurazione del convertitore secondo la presente invenzione; e

- in figura 7 è infine illustrato un esempio schematico di centrale eolica impiegante i convertitori secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 3, con 30 è indicato nel suo complesso il convertitore statico modulare multilivello (CSMM).

Il CSMM 30 comprende:

- un numero Nm di moduli 31 di seguito definiti MCS, ciascuno dei quali è un convertitore statico di potenza avente un ingresso 31.1 in corrente alternata connesso con il generatore 3 e uscita 31.2a, 31.2b in corrente continua (CC); - un controllore digitale 36 (CD), elettricamente connesso con ogni MCS e in grado di controllare la velocità di rotazione del generatore 3 o, alternativamente, di controllarne la coppia di rotazione;

- uno o più ingressi 30a connessi direttamente con gli ingressi 31.1 del rispettivo MCS 31 e con il generatore 3; e

- una o più uscite 30b atte ad essere connesse con la rete elettrica pubblica (non illustrata).

La figura 3 illustra una configurazione in cui vi è un generatore sincrono a tripla stella 42.1, 42.2, 42.3 in cui ogni stella ha due terminali di uscita 32.4 in corrente alternata rispettivamente collegati in ingresso ad un sottomodulo 35 comprendente due MCS 31 distinti. I due MCS 31 formanti un singolo sottomodulo 35 sono connessi in modo tale da presentare uno dei due terminali di uscita 31.2a in comune. I due terminali di uscita 31.2a e 31.2b di ogni singolo MC 31 sono connessi con un rispettivo condensatore 33 posto in parallelo.

Il generatore 3 rappresentato in figura 3 è un generatore plurifase a tre stelle 42.1, 42.2, 42.3; pertanto il CSMM 30 presenta quindi tre sottomoduli 35, in questo caso connessi in serie.

In generale i moduli 31 MCS possono essere configurati a piacimento all’interno di un CSMM 30 in modo tale da realizzare configurazioni:

- esclusivamente serie;

- esclusivamente parallelo;

- miste serie / parallelo.

Ogni MCS possiede l’ingresso 31.1 ad una tensione in CA pari Vmac e un’uscita in CC con tensione media nominale Vccn.

Detto Nm il numero totale di MCS 31 appartente ad un CSMM 30, e detti Nms e Nmpil numero di convertitori MCS 31 posti rispettivamente in serie e in parallelo tra loro, il numero Nm è dato da:

Nm= Nms⋅ Nmp(2)

Chiaramente, inoltre la tensione in uscita di un CSMM è incrementata solamente dal numero di MCS 31 in serie tra loro, quindi risulta che, detta Vccn la tensione di uscita di un CSMM 30, risulta:

Vccn= Nms⋅ Vmcc(3)

Ognuno dei moduli MCS 31 è configurato come inverter trifase a ponte (tre gambe).

In figura 4 è invece illustrata uno schema a blocchi dettagliato di un MCS 31.

Ogni MCS 31 è composto da una pluralità di transistori bipolari a terminale di porta isolato IGBT 41.1-41.6, ognuno dei quali è dotato di un terminale di collettore 43, un terminale di emettitore 44 e un terminale di porta 45. Ad ogni transistore IGBT 41.1-41.6 è accoppiato un diodo di 42.1-42.6, avente un anodo connesso con il terminale di emettitore 44 e un catodo connesso con il terminale di collettore 43 del rispettivo transistor IGBT 41.1-41.6.

In dettaglio la scelta di dotare ogni MSC 31 di un transistore bipolare di tipo a gate isolato è dettata dal fatto che è universalmente noto nella tecnica che tali dispositivi sono impiegati per la commutazione di carichi con correnti estremamente elevate (anche superiori a 1500A) e con tensioni molto alte.

In figura 4 è rappresentato, in dettaglio, un MCS 31 per generatori 3 di tipo trifase, e pertanto l’MCS 31 è dotato di tre coppie di transistori IGBT 46.1-46.3, in cui ogni coppia di transistori IBGT ha il terminale di emettitore 44 di uno dei due transistori connesso con la rispettiva fase del generatore 3 e con il terminale del collettore 43 dell’altro transistore IGBT formante la coppia. Ogni coppia di transistori IGBT ha due terminali di uscita, che formano i terminali di uscita 31.2a e 31.2b dell’MCS 31 e le coppie 46 sono tra loro connesse in parallelo.

In dettaglio tutti quei transistori IGBT 41.1-41.6 che hanno il rispettivo terminale di collettore 43 connesso ad una della fasi del generatore 3, hanno il rispettivo terminale di emettitore 44 connesso con l’uscita 31.2b dell’MCS 31; al contrario, tutti quei transistori IGBT 41.1-41.6 che hanno il terminale di emettitore 44 connesso con una fase del generatore 3, possiedono il rispettivo terminale di 43 connesso con l’uscita 31.2a dell’MCS 31.

Ogni MCS 31 possiede infine un controllore digitale di tipo slave (CDS) 50, che viene controllato dal controllore CD 36, il quale permette di ottenere sul generatore 3 l’insieme delle correnti necessarie a produrre la desiderata coppia elettromagnetica e, inoltre, mantiene bilanciate tra loro le tensioni continue di uscita dei moduli MCS 31, agendo sui terminali di porta 45 di ogni singolo IGBT 41.1-41.6.

In figura 5 è illustrato un secondo esempio di CSMM 30, impiegante nove moduli MCS 31 con configurazione: tre moduli MCS 31 in parallelo, in serie a tre moduli MCS 31 in parallelo, in serie ad ulteriori tre moduli MCS 31 in parallelo.

Per semplicità di raffigurazione sono stati omessi i collegamenti in ingresso ad ogni singolo MCS 31.

Tramite questa configurazione, per quanto espresso in precedenza, la tensione continua media nominale di uscita Vcc ai capi dei terminali di uscita 30a e 30b del CSMM 30 è pari a: Vccn= 3 Vmcc.

In figura 6 è invece illustrata una ulteriore configurazione di moduli MCS 31 all’interno di un CSMM 30, nella quale, sebbene la tensione continua media nominale di uscita Vcc ai capi dei terminali di uscita 30a e 30b del CSMM 30 sia sempre pari a: , tale tensione viene raggiunta connettendo in parallelo tre gruppi di moduli MCS 31, in cui ogni gruppo è formato da tre moduli MCS 31 in serie tra loro.

In figura 7 è mostrato uno schema a blocchi illustrante in modo semplificato una centrale elettrica ad energia eolica dotata di una pluralità di generatori eolici 1 connessi ad un rispettivo CSMM 30; i CSMM 30 sono in tra di loro e collegati elettricamente alla rete MT in corrente continua (rete MTDC), rappresentata in figura 7 dalle linee 70, in modo da fornire una potenza pari alla somma delle singole potenze da essi generate.

Ad esempio, considerando ogni generatore eolico 1 avente una potenza di 3MW, e supponendo di connettere in serie dieci generatori eolici 1 per ogni linea, la potenza risultante per ogni linea 70 risulterebbe esser pari a 30MW.

In dettaglio la figura 7 illustra una centrale eolica in cui sono presenti più linee 70 in parallelo.

Le linee 70 della rete MTDC sono connesse ad una stazione elettrica di conversione 71 DC/AC, anche essa facente parte della centrale elettrica. In dettaglio la stazione elettrica di conversione 71 è dotata di una pluralità di convertitori di tensione 72 ad alta potenza e ad alta tensione, riceventi ai loro ingressi 72.i le linee 70 della rete MTDC a media tensione e aventi ognuno una rispettiva uscita 72.u in corrente alternata a media o ad alta tensione.

Tramite i convertitori di tensione 72 è possibile effettuare una gestione controllata della potenza reattiva durante i guasti, in modo da contribuire ad un veloce recupero della rete.

I convertitori di tensione 72 sono connessi, ai loro terminali di uscita, ad un trasformatore elevatore di tensione 73, comprendente almeno un avvolgimento primario 73a e un avvolgimento secondario 73b.

Il trasformatore elevatore di tensione 73 provvede ad elevare la tensione alternata fornita al suo avvolgimento primario 73a, in modo tale da fornire una tensione sull’avvolgimento secondario 73b notevolmente più elevata, ad esempio pari a 380kV.

I vantaggi della presente invenzione fin qui descritta sono chiari, secondo la presente descrizione.

In particolare, il sistema fin qui descritto provvede ad alleggerire i generatori eolici, in quanto si possono eliminare dal corpo 4 del generatore eolico 1 tutti i convertitori DC/AC; tale riduzione di peso determina una riduzione dei carichi statici e dinamici sulla turbina con un conseguente miglioramento anche in termini di costo degli elementi strutturali quali ad esempio il pilastro 5 di sostegno.

Inoltre il sistema fin qui descritto provvede a migliorare la capacità di sopportazione dei guasti sia interni che esterni della rete elettrica, in quanto la gestione in corrente continua della rete della centrale eolica disaccoppia la centrale stessa dalla rete e ne migliora la risposta agli abbassamenti di tensione.

Grazie all’uso degli inverter DC/AC alla stazione elettrica di conversione 71, è possibile controllare efficacemente la potenza reattiva sulla rete (ad esempio tramite banchi di condensatori a inserzione controllata o con tecniche note come la regolazione ad anello chiuso) in modo da migliorare e velocizzare la risposta della centrale eolica ai guasti.

In aggiunta, l’utilizzo di reti in corrente continua permette di poter variare singolarmente la velocità di rotazione di ogni singola turbina eolica, senza andare ad influenzare la tensione di rete, in quanto la turbina stessa è disaccoppiata dalla rete MTDC stessa ed è controllata dal controllore digitale DC.

Tramite l’utilizzo delle reti in tensione continua a media tensione, e poi possibile ridurre le perdite per effetto pelle sui conduttori delle centrali elettriche, permettendo quindi di sprecare meno rame per i conduttori metallici di corrente, che possono essere infatti dotati di sezione notevolmente minore rispetto al caso in cui essi fossero percorsi da corrente elettrica alternata.

Infine vi sono vantaggi derivanti dall’architettura modulare. Infatti i vari moduli MCS 31 possono essere facilmente configurati con connessioni miste serie e parallelo o, anche, configurazioni totalmente serie o totalmente parallelo. In questo modo il convertitore statico modulare multilivello permette quindi di realizzare centrali elettriche dotate di generatori eolici di diverso tipo, anche dotati di tensioni di uscita diverse, con notevoli vantaggi in termini di fattibilità progettuale di una centrale eolica e di mancanza di vincoli di utilizzo di un solo particolare tipo di generatore eolico per ogni centrale.

Un ulteriore vantaggio derivante dall’impiego di una architettura modulare è che, in caso di guasto su un settore del generatore elettrico 3 (ad esempio interruzione del cavo su una delle fasi) o direttamente dell’MCS 31, non si deve mettere in condizioni di “fuori servizio” tutto il generatore eolico ma è possibile impiegare lo stesso in ogni caso, sebbene con prestazioni degradate.

Al dispositivo fin qui descritto possono essere applicate alcune varianti: ad esempio si possono impiegare controllori digitali posizionati in modo diverso, ad esempio non in configurazione masterslave e agenti anche sulla meccanica stessa della turbina eolica, ad esempio variando l’incidenza delle pale della stessa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici, atto ad essere impiegato all’interno di una centrale eolica, il quale comprende: - dei terminali di ingresso 30a atti ad essere connessi con un generatore elettrico 3 di tipo mono o plurifase; - dei terminali di uscita 30b; - mezzi di controllo 36 della potenza di detto generatore elettrico 3; caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di moduli 31 atti a ricevere ai loro ingressi 31.1 corrente elettrica alternata e a produrre sulle rispettive uscite 31.2a, 31.2b corrente elettrica continua da distribuirsi all’interno della detta centrale eolica e dal fatto che detti mezzi di controllo 36 ricevono un segnale da moduli 31 ed agiscono sul generatore elettrico 3.
2. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 1, in cui ogni modulo 31 presenta mezzi capacitivi 33 connessi alle sue uscite 31.2a, 31.2b.
3. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 1, in cui detti moduli 31 possono essere configurati in qualsiasi combinazione serie o parallelo tra loro e in cui i detti terminali di ingresso 31.1 di detti moduli 31 sono elettricamente connessi con i terminali di ingresso di detto convertitore 30.
4. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 1, in cui detti moduli 31 presentano al loro interno una pluralità di transistori bipolari 41.1-41.6 a terminale di porta isolato aventi un terminale di porta 45, un terminale di collettore 43 ed un terminale di emettitore 44.
5. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 4, in cui ad ognuno dei transistori bipolari 41.1-41.6 è accoppiato un rispettivo diodo di raddrizzamento 42.1-42.6 connesso tra i terminali di collettore 43 e di emettitore 44 del rispettivo transistore bipolare 41.1-41.6.
6. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 4, in cui i transistori bipolari 41.1-41.6 sono disposti a coppie 46.1-46.3, ogni coppia 46.1-46.3 avendo due transistori bipolari, rispettivamente 41.1 e 41.2, 41.3 e 41.4, 41.5 e 41.6, in cui terminale di collettore 43 di uno dei due transistori bipolari formanti la detta coppia è connesso con il terminale di emettitore 44 dell’altro transistore bipolare formante la detta coppia e con una delle fasi del detto generatore elettrico 3, in modo tale che per ogni coppia 46 vi sia connessa una diversa fase del detto generatore elettrico 3.
7. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 6, in cui tutti i transistori bipolari 41.1-41.6 aventi il rispettivo terminale di collettore 43 connesso con una fase di detto generatore elettrico 3 hanno il rispettivo terminale di emettitore 44 connesso all’uscita 31.2b del detto modulo 31 e, rispettivamente, tutti i transistori bipolari 41.1-41.6 aventi il rispettivo terminale di emettitore 44 connesso con una fase di detto generatore elettrico 3 hanno il rispettivo terminale di emettitore 43 connesso con la detta uscita 31.2a del detto modulo 31.
8. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 1, in cui ogni modulo 31 comprende un rispettivo controllore secondario 50, atto a dialogare con detto controllore 36 e a mantenere bilanciate tra loro le tensioni continue di uscita dei moduli 31, agendo sui terminali di porta 45 di ogni singolo transistore 41.1-41.6.
9. Convertitore modulare 30 della potenza elettrica prodotta da generatori eolici secondo la rivendicazione 1, in cui detti moduli 31 sono atti a ricevere ai loro rispettivi ingressi 31.1 l’energia elettrica in corrente alternata proveniente da un generatore elettrico di tipo sincrono.
10. Centrale eolica comprendente: - una pluralità di generatori eolici 1, i quali possiedono una turbina eolica 2, un supporto 5 ed un corpo 4 al cui interno un generatore elettrico 3 è connesso con detta turbina eolica 2 attraverso un albero 6; - una rete interna 70 di trasporto dell’energia elettrica; - una stazione elettrica di conversione 71, connessa a monte con detta rete interna 70; caratterizzata dal fatto che sulla rete interna 70 viene trasportata energia elettrica in corrente continua e che per ogni generatore eolico 1 è presente un convertitore modulare 30 comprendente mezzi di controllo 36 ed una pluralità di moduli 31 atti a ricevere una corrente elettrica alternata sui loro ingressi 31.1 e a produrre sulle rispettive uscite 31.2a, 31.2b) corrente elettrica continua da distribuirsi all’interno della detta centrale eolica e dal fatto che detti mezzi di controllo 36 ricevono un segnale da detti moduli 31 ed agiscono sul generatore elettrico 3.
11. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 10, in cui a valle della detta stazione elettrica di conversione 71 è direttamente ed elettricamente connesso un mezzo di trasformazione 73 atto ad innalzare la tensione elettrica che arriva a dei suoi ingressi.
12. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 10, in cui ogni modulo 31 di detto convertitore modulare 30 presenta mezzi capacitivi 33 connessi alle sue uscite 31.2a, 31.2b.
13. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 10, in cui detti moduli 31 possono essere configurati in qualsiasi combinazione serie o parallelo tra loro e in cui i detti terminali di ingresso 31.1 di detti moduli 31 sono elettricamente connessi con i terminali di ingresso di detto convertitore 30.
14. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 10, in cui detti moduli 31 presentano al loro interno una pluralità di transistori bipolari 41.1-41.6 a terminale di porta isolato aventi un terminale di porta 45, un terminale di collettore 43 ed un terminale di emettitore 44.
15. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 14, in cui ad ognuno dei transistori bipolari 41.1-41.6 è accoppiato un rispettivo diodo di raddrizzamento 42.1-42.6 connesso tra i terminali di collettore 43 e di emettitore 44 del rispettivo transistore bipolare 41.1-41.6.
16. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 14, in cui i transistori bipolari 41.1-41.6 sono disposti a coppie 46.1-46.3, ogni coppia 46.1-46.3 avendo due transistori bipolari, rispettivamente 41.1 e 41.2, 41.3 e 41.4, 41.5 e 41.6, in cui terminale di collettore 43 di uno dei due transistori bipolari formanti la detta coppia è connesso con il terminale di emettitore 44 dell’altro transistore bipolare formante la detta coppia e con una delle fasi del detto generatore elettrico 3, in modo tale che per ogni coppia 46 vi sia connessa una diversa fase del detto generatore elettrico 3.
17. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 16, in cui tutti i transistori bipolari 41.1-41.6 aventi il rispettivo terminale di collettore 43 connesso con una fase di detto generatore elettrico 3 hanno il rispettivo terminale di emettitore 44 connesso all’uscita 31.2b del detto modulo 31 e, rispettivamente, tutti i transistori bipolari 41.1-41.6 aventi il rispettivo terminale di emettitore 44 connesso con una fase di detto generatore elettrico 3 hanno il rispettivo terminale di emettitore 43 connesso con la detta uscita 31.2a del detto modulo 31
18. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui ogni modulo 31 comprende un rispettivo controllore secondario 50, atto a dialogare con detto controllore 36 e a mantenere bilanciate tra loro le tensioni continue di uscita dei moduli 31, agendo sui terminali di porta 45 di ogni singolo transistore 41.1-41.6.
19. Centrale elettrica secondo la rivendicazione 1 in cui detto generatore elettrico 3 è un generatore elettrico sincrono, di tipo a tre o più fasi.