Archive for the ‘Batería’ Category
- DERs grid-forming: Estas unidades son la columna vertebral de las microgrids. Siendo responsable de mantener estable las condiciones del sistema de potencia, estas unidades constantemente hacen control de frecuencia y voltaje tener a tono los sistemas de generación y la demanda. Estas unidades pueden ser convencionales generadores síncronos o Inversores de Fuente de Voltaje (VSI) con almacenamiento de baterías.
- DERs grid-supporting: Unidades controlables (despachables) los cuales son dependientes del voltaje y frecuencia del bus. Estas unidades pueden ser de almacenamiento (volantes de inercia, baterías, almacenamiento térmico) o generadores cuyos principal recursos son despachables (celdas de combustible, micro turbinas, etc).
- DERs grid-following: Generadores no controlables. Estas unidades son frecuentemente diseñados para maximizar su salida por medio de Seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT). Ellos no realizan control de frecuencia y voltaje en su PCC, en su lugar, ellos “siguen” la señal de voltaje y frecuencia y actúan como una fuente de corriente. La principal guía para esta estrategia de control es la incertidumbre de la fuente de energía primaria de estas tecnologías. Algunos ejemplos son las celdas fotovoltaicas y las pequeñas turbinas eólicas.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Este sistema suministra energía complementaria en el mismo lugar de consumo de energía. Es lo usual que se puede ver en muchas aplicaciones, en el que el inversor hace seguimiento de la onda senoidal que ingresa desde la red eléctrica externa a través del transformador. Los requerimientos de calidad de energía son locales e idealmente no habría alguna desconexión de la red externa
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Un bus de DC acoplado mediante un conversor bidireccional DC/AC a la AC red externa de electricidad es el núcleo de la arquitectura eléctrica de la microred mostrada en la figura. El sistema de generación fotovoltaica modular es el elemento clave en esta microgrid DC, el cual consiste en tres convertidores DC/DC con un diseño modular y de la misma capacidad. Estos convertidores modulares transfieren la potencia generada por la planta PV hacia el bus DC. La batería cuenta con un convertidor bidireccional DC/DC el cual es usado para balancear la diferencia de potencia entre la potencia PV suministrada y la consumida por las cargas locales en modo aislado. Lo mostrado en la figura es considerado como un caso típico de microred (microgrid DC) con sistemas de energía renovables.
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J778: Enlace entre portadores y convertidores de energía en un futuro sistema de energía sostenible…
En un futuro el sol es de hecho la fuente de energía primaria. La cantidad de energía solar que incide sobre la Tierra es muchas veces la cantidad actual de energía que necesitamos cada año. Sólo una pequeña fracción de la superficie del Desierto del Sahara puede suministrar todas las necesidades energéticas del planeta. De la interacción del Sol con el planeta surgen el viento, las olas y la biomasa que usando las tecnologías y equipos adecuados se logra captar y convertir esa energía primaria para ser usada en forma de electricidad y calor. El excedente requiere así mismo de formas de almacenamiento que permita también la posibilidad de usarlo cuando no exista generación de calor o electricidad. La figura muestra los múltiples enlaces entre ellas. Cada uno puede pensar de la forma como pueden interactuar y recrear diferentes escenarios de estudio….
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El término sistema híbrido de energía se refiere a aquellas aplicaciones en el cual múltiples dispositivos de conversión de energía son usados para lograr suministrar un requerimiento de energía. Estos sistemas son frecuentemente usados en aplicaciones aisladas y normalmente incluye al menos una fuente de energía renovable en la configuración. Sistemas hídridos de energía son usados como una alternativa a los sistemas convencionales, los cuales típicamente son basados sobre una única fuente de combustible fósil. Sistemas híbridos pueden también ser usadas como parte de las aplicaciones de generación distribuida en redes de electricidad convencionales.
En la figura uno de los sistemas renovables híbridos más comunes implementados y estudiados hasta que se describe en el presente día..
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La figura muestra los detalles de cada fuente. La potencia es proveída por una fuente de voltaje DC. Este suministro es una excelente emulación de un sistema de microturbina o celdas de combustibles con almacenamiento sobre el bus DC. En los terminales AC del inversor hay un filtro LC para atrapar los componentes en la frecuencia de switching (suitcheo). El tamaño del transformador e inductor son dimensionados para asegurar que el ángulo de voltaje a través de la inductancia es 10° a potencia nominal. El control es digitalmente implementado en un DSP (Procesador Digital de Señales) para manejar el comportamiento del inversor. La medición del flujo de corriente es usado en la opción de control de flujo de alimentador. Notar que la medición de la corriente inyectada por la unidad es necesario también durante el control de flujo de alimentador dado que ello es usado para calcular la potencia reactiva Q y la potencia activa P para cumplir sus límites.
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En una batería de plomo ácido, bueno casi todos los que hemos podido interactuar con ellas, nos hemos dado cuenta que a medida que está más cargada, la batería genera más calor (o se calienta más) durante un proceso de descarga, dado que tiene más potencial eléctrico que usar para entregar parte de la energía contenida. Eso se muestra de manera más técnica en la imagen del presente post, indicando ahí que a mayor emf (fuerza electromotriz) en cambio de cambio de contenido de calor que se da es mayor, incluso que la relación entre ellas es lineal. Esto sirve mucho para sistemas grandes en que se quiere determinar la condición del sistema por medio de instrumentos de medición. El modelo matemático lo tiene y puede ser modelado en Matlab/Simulink
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Estamos hablando en esta parte de baterías ácido-plomo, en ellas la concentración de ácido sulfúrico es la que determina la actividad química de las reacciones y por lo tanto las variables marco como la efm. Sin embargo, y como se puede observar en la figura, la variación de la temperatura no implica un mayor cambio en la emf (fuerza electromotriz) de la celda (o célula) de batería. Obvio que las temperaturas deben estar en los límites tolerables de capacidad de funcionamiento de la batería y estabilidad de la sustancia acuosa (agua con ácido sulfúrico). Tiene ecuaciones que describen todo este proceso y que se pueden hacer en un entorno de Matlab/Simulink para hacer simulaciones.
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Link:
The rapid increase in the integration of distributed resources such as distributed generation (DG), demand response (DR) and electricity storage (ES) requires management schemes to integratedistributed resources into low and medium electricity networks. Energy management represents a challenge for operation of electric grids when distributed resources are merged into the network. This paper address the energy management of distributes resources considering a complete characterization of them. The feasibility of those resources is considered into a microgrid model, so, thedistributed resources are integrated through of a microgrid. This paper proposes the integration ofdistributed resources using a microgrid concept because there are relevant advantages of this model. The operational advantages are evident from the results. The results show how effectively differentenergy resources can be managed into the grid in the most efficient way.
Published in:
Circuits and Systems (CWCAS), 2014 IEEE 5th Colombian Workshop on
Date of Conference:
16-17 Oct. 2014
- Page(s):
- 1 – 5
- Print ISBN:
- 978-1-4799-6838-1
- Conference Location :
- Bogota, Colombia
- DOI:
- 10.1109/CWCAS.2014.6994607
- Publisher:
- IEEE
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«El Dr. Norrby comentó a los estudiantes de nuestro campus que para algún día ser Premios Nobel, no deben olvidar seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad por explicar ciertos fenómenos, una educación de base sólida, un buen mentor [alguien que te clarifique el camino y esté al tanto de lo que sucede en el mundo, de la importancia de tal o cual investigación en beneficio de la humanidad… tan importante es tener un buen mentor], un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel, experimentos fuera de serie que rompan paradigmas en una rama que los intrigue y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional».
Estimados (gentlement) lo comparto porque lo veo importante… muy importante lo diría si uno se fija en lo que sugiere el entrevistado y la realidad universitaria.
Fuente: http://www2.ccm.itesm.mx/sites/ccm.itesm.mx.talentotec/files/historico/talentotec055.pdf
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Este es un post importanet en que se muestra en el enlace entre los diferentes formas de transporte y conversión de energía en el futuro sistema de energía sostenible. El sol es la fuente de energía primaria. La electricidad y varias formas de formas de celdas de combustible sintéticamente preparados son predominantes como portadores de energía y una variedad de tecnologías de conversión van a ser requeridas. Se muestra aparte de la energía primaria… las formas de tecnologías relacionadas a la conversion, almacenamiento y transmisión; así como también al uso final de la energía. Toda este flujo nos permite visualizar la tendencia tecnológica, lo que para fines de investigación orienta que temas son más prioritarios que otros.
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Hello estimados lectores. Esta microgrid si que está muy bonita 🙂 … No hay nada que hacer que quienes lo han diseñado y lo vienen estudiando, lo han hecho con el mejor gusto de ingeniería. Contiene muchos elementos que en un futuro próximo son potencialmente usados masivamente. Los sistemas de electrónica de potencia se hacen cada vez mas interesantes. surge la idea de que si es necesario que todo tenga que ser «electrónica de potencia», supongo que durante las investigaciones y desarrollo del equipamiento cosas nuevas se podrán determinar de tal manera que esto también sea un sistema que sea robusto ante fuertes pulsos electromagnéticos, ciber-seguridad, entre otros. No podemos ser «modernos» con tan sólo el criterio de que lo «electrónico» es lo moderno, hay que rescatar aquellas técnicas y elementos robustos del pasado que pueden brindar una muy alta fiabilidad. El bus de DC implica muchas aplicaciones tanto en el sector rural, industrial, comercial, residencial y hasta en cuestiones de emergencia, militar y en el sector aero-espacial (este último muy interesante para mí según mi experiencia en Mars Desert Research Station Crew 140 – Crew 141 [April – May 2014]).
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Las microgrids (micro redes de energía eléctrica y de calor) con potencias involucradas de hasta 10 MVA. pueden tener diferentes diseños. Su definición involucra que se pueden utilizar tecnologías desarrolladas localmente y eso es muy importante, dado que localmente se pueden desarrollar y construir equipos tanto de generación y de almacenamiento. En el presente se tiene un sistema común de almacenamiento de energía que está conectado al bus de ac que alimenta dos bloques de mini-microgrid conectados a un convertidor ac-dc. Cada bloque cuenta con diferentes fuentes de generación eléctrica (viento en un una y solar en otra). El PCC significa el punto de común acoplamiento. Diferentes diseños de microgrids son desarrollados, simulados y/o probados en diferentes universidades, institutos y empresas alrededor del mundo.
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En la siguiente figura se muestra un ejemplo de una microgrid funcionando en modo aislado, es decir, que no tiene conexión activa con la red eléctrica externa. La microgrid utiliza sus propios recursos en fuentes de generación y almacenamiento para suplir con energía eléctrica (y calor en un caso más general) a las cargas eléctricas conectadas en sus circuitos. Lo interesante de todo es remalcar que tanto en el dimensionamiento de fuentes y conductores prima mucha importancia los escenarios considerados de carga a fin de que estos estén acorde a la necesidad real. Otra cosa adicional, es la cuestión que microgrid pueden estar dispersas en una zona geográfica y que bien pueden interconectarse a fin de suplir a una microgrid vecina con energía faltante. Todo esto es un interesante campo de estudio. Mi email para comunicación: jorgemirez2002@gmail.com
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Hola lectores, la figura que presento en este post es un ejemplo de flujo de energía (entrante/saliente) de cada elemento que conforman una microgrid DC en su modo conectado a la red eléctrica externa, es decir, que el punto de común acoplamiento (PCC) entre microgrid (micro-red) y red eléctrica externa es bidireccional, permite la entrada (compra) de energía y salida (venta) de energía desde el propietario de la microgrid. Nuevos elementos se han considerado en este ejemplo como son los super-capacitadores y los elementos de generación distribuida que puede implicar diferentes formas y técnicas de generación de electricidad. Todo esto se puede modelar matemáticamente y simulaciones en software de alto nivel como Matlab/Simulink. En lo personal ya venía realizando todo esto, quizás de una manera lejos de la forma de las gráficas tan bonitas como se pueden ver, pero continuaré en ello. El camino se va cada vez más clarificando. Aún así la cooperación académica es importante y es bievenida siempre.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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Creo que es una de las figuras que mejor representa la tendencia hacia lo que deben ser las microredes de energía, hecho por Pika Energy y que la comparto en un 100 %. Puedo tener diferentes formas de generación de electricidad, las cuales las puedo convertir en modo dc las que sean necesarias y por lo tanto, con el modo de transmisión en DC me permite muchas ventajas que la forma AC resultaría difícil e incluso costosa y con mucha requerimiento de equipo especializado tanto en máquinas como en personas. Pero si la forma de interconexión hacia los usuarios es un punto a debatir, considero que hasta la casa debe ir una alimentación en DC, interiormente debe tener su inversor. En cuanto a la conección con la red eléctrica externa, esta debe ser con un inversor de alta potencia necesaria para inyectar todo el sobrante a la red. En todo ello, numerosas simulaciones con análisis imaginarios y de campo son necesarios para ello.
NOTA: Dado que en mi país no tengo las instalaciones necesarias para hacer experimentación, sólo simulaciones en mi computadora personal, hago un llamado a profesionales, investigadores, estudiantes y universidades para poder trabajar en conjunto esta temática y así yo pueda concluir mi tesis doctoral con dos publicaciones internacionales incluido. Gracias a quien escriba a jorgemirez2002@gmail.com
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Durante el funcionamiento de un sistema eléctrico pueden haber momentos en que no esta operativa, debido a una falla parcial o total del sistema. Cada elemento tiene una probabilidad de falla dependiendo de varios factores entre ellos diseño, funcionamiento, mantenimiento, entre otros. Hay elementos del sistema mucho más importantes que otros, quizás algunos esenciales como lo puede ser una línea de transmisión si es la única que hay para conectar dos puntos. En todo esto, se puede recurrir a modelar fallas mediante la generación de número aleatorios. En la figura en un período de 100 años se simula las fallas (valor 1) y no fallas (valor 0) de un elemento de un sistema. Se puede ver que en este caso dado que lo hemos hecho sin mayor exactitud, es decir, aleatorios uniformemente distribuidos, encontraremos que la probabilidad de falla es de 0.5 aproximadamente tendiendo a dicho valor si el número de años se hace infinito. Hecho en Matlab de MathWorks Inc.
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Se había tratado en un post anterior algo semejante para elementos que hacen almacenamiento de energía y creo, que lo había en varios posts. La presente es la gráfica de los principales fuentes de generación de energía eléctrica que están considerados dentro del grupo de las energías renovables. Es una apreciación bien práctica para saber la capacidad de generación por unidad de peso tanto de energía como de potencia. Hay una relación en que hay tecnologías que tienen alta potencia específica pero baja energía específica y viceversa (equipos con alta energía específica y baja potencia específica) a excepción de los elementos de combustión interna que tiene un comportamiento parejo en ambas variables. Hago recordar que las máquinas de combustión interna, se utilizan como respaldo al sistema microgrid en momentos de falta de abastecimiento sea durante condiciones normales o en caso de corte de suministro.
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Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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