Azken hamarkadan, itsasotik datorren energiaren industrializazio eta ikerkuntzan parte hartzen duen sektorea, industria, erakunde publiko eta erakunde pribatuen laguntza jasotzen ari da, sektoreari aurreikusten zaion hazkunde itxaropentsuari esker. Laguntza hori, bi motatako energia-ustiapenei zuzenduta dago: olatuetatik ustiatutako energiari eta itsas-korronteetatik ustiatutako energiari.

Bi teknika horiek euren lehen heldutasun-teknologikoko faseetan daude eta ez dira merkaturatu oraindik. Helburu hori lortzeko gainditu beharreko hainbat oztopo dituzte:

Termino ekonomikoei dagokienez, oztopo nagusietako bat itsas-bihurgailuen mantentze eta konponketa lanei lotutako kostuak dira. Itsaso zabalera heltzeko dauden zailtasunengatik, eta bertan izaten den eguraldi txarragarritk batik bat.

Ustiatutako potentziari dagokionez, olatuetatik eta itsas-korronteetaik jasotako energia dentsitatea eguzkiarena edo haizearena baino askoz handiagoa da, beraz, proportzio horietako mailatan prozesatu behar da energia. Ondorioz, itsas-bihurgailuaren potentzia-trenaren arkitektura berdiseinatu beharra dago. Era berean, bai olatuen zein itsas-korronteen izaera aldakorraren ondorioz, itsas-bihurgailuek sortutako energia, modu berean aldakorra izango da. Hori dela eta, beharrezkoa da potentzia gorabehera horiek murriztea sare elektrikoan txertatu ahal izateko.

Oztopo horiek, itsas-bihurgailuen diseinu eta potenztia-erausketa kontrolean (Power Take-off System, PTO) ahalegin handiak egitera behartzen dute. PTO sistema batek sorgailu elektrikoa, potentzia-bihurgailua eta energia metatze sistemak ditu orokorrean.

Goiko oztopo teknologikoak kontuan izanda, PTO sistemen sorgailu trifasiko klasikoa fase anitzeko sorgailu batekin ordezkatzea alternatiba ona izan liteke, batetik energia maila handiagoen prosezurako, eta bestetik konponketa eta mantentze lanetarako. Azkeneko horiek gutxienez hiru fase onik izanda, funtzionamenduan jarraitzeko gai da. Ondorioz, maila eta fase anitzeko bihurgailuak erabiltzea (hiru faseko hainbat bihurgailu paralelo jarri ordez) irtenbide ona izan daiteke, bai potentzia prozesatze terminoetan, baita sortutako potentzia kalitateari dagokionez ere. Hala ere, literatura teknikoan gutxi dira maila eta fase anitzeko bihurgailuen inguruko lanak. Modulazio eta kontrol algoritmoen konplexutasunak esponentzialki gora egiten du potentzia-bihurgailuaren fase kopuruarekin batera, beraz, horien erabilera, printzipioz, konplexua da.

Tesi honen helburuetako bat gabezia horri aurre egitea da. Bi modulazio estrategia proposatu dira hiru maila eta fase anizdun NPC bihurgailuarentzako. Lehen estrategiarekin lortutako emaitzak SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation ) eta NTV (Nearest Three Vector ) modulazioarekin lortatutakoen modukoak dira hiru fasedun bihurgailuetan. Azkenengo horietatik m fasedun bihurgailuetan moldatzeko duen erraztasun eta kostu konputazional baxuarengatik desberdintzen da. Bigarren modulazio algoritmoa, aurrekoa baino konplexuagoa da, baina intuitiboa da eta modu errazean hedatu daiteke m fasedun bihurgailuetara. Halaber, puntu neutroan agertzen diren eta kaltegarriak diren maiztasun txikiko tentsio oszilazioak kentzeko eta korronte zuzeneko busa osatzen duten kondentsadoreetako tentsio oreka mantentzeko gai da funtzionamendu eredu osoan. Gainera, sortutako seinalearen kalitatea WTHD (Weighted Total Harmonic Distortion ) baxua dauka. Proposatzen diren modulazio-estrategia guztiak, Matlab/Simulink simulazio plataforman eta Tecnalia Research & Innovation-eko Energia eta Ingurumen dibisioan garatutako prototipo batean esperimentalki balioztatu dira.

Bestalde, olatu eta itsas-korronte bihurgailuek ustiatutako potentziak izaten duen irregulartasunari konponbidea emateko, ohikoa da energia metatzeko sistema bat ezartzea sortutako seinale horren gorabeherak deuseztu edo murrizteko, potentzia maximoa erautzi dezan. Energia biltegiratze hau hidraulikoa, mekanikoa edota elektrikoa izan daiteke. Biltegiratze-moten arabera, kontrolaren ezaugarriak desberdinak dira. Testuinguru honetan, tesi honek OWC (Oscillating Water Column) flotazaile motako olatu-bihurgailuarentzat zuzendutako hainbat kontrol alternatiba aurkezten ditu bigarren ekarpen gisa. OWC motako olatu-bihurgailua abiapuntu gisa aukeratu da olatu-bihurgailu desberdinen artean heldutasun-teknologiko maila garatua duelako. Tesi honetan proposatutako kontrolak OWCak dakartzan aire turbinaren (Wells turbinaren) eraginkortasun maximoa lortzean datza. Kontrol alternatiba hauek turbinaren abiadura optimoaren jarraipenean oinarritzen da potentzia ustiapen maximoa lortzeko. Era berean, energia metatzeko beste aukera batzuk proposatzen dira, hala nola, superkondentsadoreak eta inertzia-bolantea. Tesi honetan proposatutako hainbat kontrol-estrategien konbinaketari esker, sistema horien eraginkortasunaren hobekuntza lortzen da eta, era berean, sortutako potentziako uhindurak nabarmen murrizten dira sare elektrikoan txertatu ahal izateko. Maila eta fase anizdun modulazio estrategiekin bezala, OWC batentzako kontrol alternatiba horiek simulazio bidez eta esperimentalki ere balioztatu dira Cork Unibertsitateko HMRC (Hydraulics and Maritime Research Centre ) zentroak, Irlandan, eskalan garatutako proba banku batean.