Archive for the ‘Biomass’ Category
The communication infrastructure of a power system typically consists of SCADA systems with dedicated communication channels to and from the System Control Centre and a Wide Area Network (WAN). Some long-established power utilities may have private telephone networks and other legacy communication systems. The SCADA systems connect all the major power system operational facilities, that is, the central generating stations, the transmission grid substations and the primary distribution substations to the System Control Centre. The WAN is used for corporate business and market operations. These form the core communication networks of the traditional power system. However, in the Smart Grid,it is expected that these two elements of communication infrastructure will merge into a Utility WAN.
An essential development of the Smart Grid (see figure ) is to extend communication throughout the distribution system and to establish two-way communications with customers through Neighbourhood Area Networks (NANs) covering the areas served by distribution substations. Customers’ premises will have Home Area Networks (HANs). The interface of the Home and Neighbourhood Area Networks will be through a smart meter or smart interfacing device.
Source:
SMART GRID
TECHNOLOGY AND APPLICATIONS
Janaka Ekanayake
Cardiff University, UK
Kithsiri Liyanage
University of Peradeniya, Sri Lanka
Jianzhong Wu
Cardiff University, UK
Akihiko Yokoyama
University of Tokyo, Japan
Nick Jenkins
Cardiff University, UK
A John Wiley & Sons, Ltd., Publication
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El año 2011 es un año interesante para ver como va la implementación de las energías renovables a nivel mundial y volumen de las potencias involucradas, en especial, frente a realidades como lo son África, América Latina, Centro América y Antillas. El abastecimiento de energía depende de la economía y el grado de desarrollo de un país, o en inversa, la producción por parte de grandes industrias y medianas industrias involucra mayor necesidad de energía eléctrica. En la figura que muestra sólo el año 2011 y a la fecha han pasado ya varios años y las potencias en cada país ha cambiado, llama la atención Alemania y la potencia implementada que hace añicos a varios países y es que como economía: la calidad, puntualidad, esmero, alta tecnología, innovación, alto nivel educativo, eficiencia entre otras virtudes vertidas en un sin fin de productos de poca, media y alta tecnología… siempre hay mercado para tales mercancías…
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Enlace Parte 1: https://youtu.be/4k7BPpdO_H0
Enlace Parte 2: https://youtu.be/St4dRPdZG_k
Comparto con Uds. la presente filmación de la conferencia organizada por la Rama Estudiantil de la IEEE – Sociedad de Potencia de la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima, Perú, y con el agradecimiento de las personas todas desde antes hasta la fecha que hicieron posible esto…
Atte: Jorge Mírez – UNI – PERU
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Encontré esta gráfica en que se aprecia el porcentaje de participación de las RER en el mercado peruano. Es de mencionar que Perú se ha propuesto que al menos el 5 % del consumo sea proveniente de las fuentes renovables. Han hecho bien en no incluir en la gráfica las pequeñas hidroeléctricas, los motivos sobran como lo expuse en el anterior post J826. Tiene la gráfica esa forma dado que a medida que se instalan las RER también el consumo nacional va en crecimiento. Se prevé que pronto nuevas centrales solares y eólicas entren en funcionamiento y aunque según me informo el mercado peruano aún no es tan lucrativo, es decir, las empresas privadas no se ven incentivadas a invertir en este rubro, es quizás producto también que el mercado peruano si bien está en crecimiento es aún pequeño con una máxima demanda de unos aproximadamente 5.8 GW. Pues habrán nuevas centrales y a quienes conozcan de las empresas participantes, pasen la voz para quizás tentar brindar asesoramiento o ser trabajadores de algunas de ellas o participar como visitantes técnicos la construcción. Mi correo jorgemirez2002@gmail.com
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Se tiene los esfuerzos que se van haciendo para lograr tecnologías a fin de capturar y almacenar el Carbono que se libera durante procesos hacia la atmósfera. Uno de ellos es durante la post-combustión, una vez que el combustible ha sido quemado, se usa diferentes técnicas a fin de secuestrar el carbono. Antes de la combustión – precombustión – lo q se hace es mediante técnicas como la gasificación liberar el combustible hacia su forma gaseosa y atrapar al carbono. En los procesos industriales sucede algo parecido. Este es un reciente campo de estudio, debido a las millones de toneladas que se vierten cada año hacia la atmósfera y que se calcula que desde la Revolución Industrial se ha duplicado la cantidad de carbono en la atmósfera, la tendencia es que se va a colocar una ingente cantidad de carbono en la atmósfera los próximos años y he ahí los esfuerzos por lograr tecnologías que hagan posible su captura y almacenamiento, y quizás, un uso adecuado a las miles de millones de toneladas de carbono por capturar.
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Fecho este post codificado con J800 con un cuadro que menciona las tecnologias que harán posible el próximo o casi ya actual mercado energético mundial. Casi ya, debido a que muchas de ellas se vienen ya implementando y otras en continuos y avanzados estados de investigación, innovación y desarrollo. Están tipificados según sus características funcionales y que hacen posible la comparación entre ellas. Algunas técnicas de medición, predicción, gestión, optimización y control pueden ser familiares entre ellas debidos a su propia naturaleza de funcionamiento. Hay mucho campo por estudiar en el sector energía, cada temática es una apasionante ventana hacia un conocimiento que se ve y será cada vez más novedoso en cuanto a tecnologías… No seamos simples lectores, intentemos ser parte de este cambio aunque sea aportando un granito de arena, al menos como lo hago mediante este blog, mis otros blogs y modelamiento y simulaciones numéricas con Matlab/Simulink
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La economía mundial va hacia un nuevo período de más estable crecimiento en las décadas por venir. Siendo esta etapa una fase caracterizada por la innovación en productos en las industrias existentes y la creación de nuevas industrias para una fase caracterizada por procesos de innovación en industrias existentes y en básicos sectores como el sector energía. Esto indica que las nuevas tecnologías de energía introducidas en el sector energía en los últimos 20 años (turbinas de viento, micro turbinas de gas, celdas de combustible, tecnologías de información y comunicaciones, etc.) pueden masivamente ser integradas en el sector energía en las décadas por venir
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Muchos sistemas híbridos, especialmente los más complejos, tienen un controlador supervisor para asegurar la propia operación de todos los dispositivos dentro del sistema. Las posibles funciones de un controlador supervisor son ilustradas en la figura.
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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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Se ha hecho un estudio de tal manera que se vean si podemos hasta el 2030 dejar de emitir un 50% de las emisiones que se realizaban hacia el 2002. Implica esto de decisiones importantes tanto en lo político como en la industria, así como en los mercados principalmente de aquellos con grandes consumos de energía (países desarrollados y en desarrollo…. [Perú no cuenta a las justas ni llegamos a 10 GW de capacidad instalada, por lo tanto, no somos un país en vías de desarrollo]) … Hay un fuerte impulso en lo que son las renovables, pero la cantidad de MW involucrados es de considerar. Recientemente leí una noticia que Dinamarca había logrado el 40% de consumo a partir de renovables (en Perú se dice que las renovables no pueden implementar debido a que causa inestabilidad en el sistema, obvio con un sistema eléctrico nada robusto eso es posible… por lo tanto, debe haber políticas para incrementar el consumo de energía eléctrica y propiciar las plantas de energía renovable de muchos MW). Por lo tanto, se es necesario estar al tanto de la tecnología y aportar en lo posible para que esto prospere, lo mismo en construcciones más eficientes y tecnologías (nuevas o existentes) que se pueden usar en la industria. De hecho, para lograr esta curva, los investigadores (bastante técnicos y no burocráticos) han tenido un sano criterio y juicio de comprender la actualidad energética y sus variables para hacer estas 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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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
E-mail: jmirez@uni.edu.pe
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El empleo de superficies de platino bien definidas y limpias por J. Clavilier [5], ha permitido profundizar en la comprensión de las propiedades electroquímicas y electrocatalíticas de superficies bien definidas, especialmente el Pt, aunque su método de fabricación y tratamiento de superficies puede ser extendido a otros metales (Au, Rh). Así, se ha podido comprender la influencia de la estructura superficial en los estados de adsorción del platino, modificando radicalmente el concepto que hasta entonces se tenía, y sentando las bases experimentales para el desarrollo de lo que podríamos llamar Electroquímica de Superficies, ciencia sobre que está basada la Electrocatálisis.
Un ejemplo claro de la influencia de la estructura superficial de un electrodo en su comportamiento electroquímico, es la reacción de electrooxidación de metanol para electrodos monocristalinos de Pt y para electrodos de Pt monocristalinos modificados con Ru. En ambos ejemplos, las actividades obtenidas para el proceso de oxidación electroquímica de metanol son diferentes en función de la estructura superficial del electrodo de Pt .
Desde un punto de vista más aplicado, la utilización de estos electrodos no es viable. No obstante, y aunque el efecto de la estructura superficial es más difícil de discernir en nanopartículas de tamaños comprendidos entre 2-5 nm, por motivos geométricos evidentes, queremos destacar en este punto que la obtención de nanopartículas con estructuras superficiales diferentes, y por lo tanto, con densidades de sitios diferentes, debería modificar la actividad del catalizador, siendo ésta una de las alternativas más interesantes en la búsqueda de catalizadores más activos. A este respecto se puede mencionar el trabajo de R. Van Hadeveld sobre el cálculo de los diferentes tipos de átomos superficiales en función del número de átomos totales y de la estructura. En la figura, aparecen reflejados algunos de los modelos geométricos utilizados para llevar a cabo dichos resultados.
Finalmente, otros de los aspectos que se debe de considerar en este tipo de catalizadores y que también está íntimamente relacionado con la estructura superficial de los mismos, es la influencia del tamaño de la partícula, cuya relación área/masa es una forma de expresar la relación átomos supeficiales/átomos en el seno del material y que, parece lógico, debe influir en las propiedades electrónicas superficiales y por ende en sus propiedades electrocatalíticas. En la figura 2, aparece reflejada la relación entre el área superficial y el tamaño de la partícula para nanopartículas de Pt, suponiendo una geometría esférica
Diferentes trabajos han revisado la influencia del tamaño de partícula en la reducción de oxígeno, electrooxidación de CO, metanol, etc.
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Nanocatálisis se refiere a la aplicación de nanomateriales como catalizadores, este es un campo que ha experimentado un crecimiento vertiginoso, con aplicaciones tanto en catálisis homogénea como en cátalisis heterogénea. Si bien la catálisis representa una antigua práctica que el hombre a llevado a cabo hace siglos, hoy ha experimentado un renovado interés, principalmente por las interesantes propiedades que presentan estos materiales como son: su alta área superficial, alto potencial superficial, conductividad eléctrica y resistencia mecánica.
Uno de los objetivos claves de la investigación en nanocatálisis, es producir catalizadores con un 100% de selectividad, alta actividad, bajo consumo de energía y una vida útil larga, esto se puede lograr controlando con precisión el tamaño, forma, distribución espacial, composición de la superficie, estructura electrónica, estabilidad térmica y química de las nanopartículas individuales.
En catálisis homogénea, se utilizan como catalizadores, nanopartículas de metales de transición en soluciones coloidales, en este tipo de catálisis, las nanopartículas se dispersan finamente en una solución orgánica o acuosa, o en una mezcla de solventes.
Las nanopartículas metálicas coloidales, son catalizadores muy eficientes debido a que un gran número de átomos están presentes en la superficie de éstas. El método que se utiliza para su síntesis, es muy importante para aplicaciones catalíticas. El método de reducción empleado controla el tamaño y forma de las nanopartículas que se forman, lo cual es muy importante en aplicaciones catalíticas.
Los nanocatalizadores metálicos en catálisis heterogénea se preparan mediante la adsorción de nanopartículas en los soportes, que consiste en la funcionalización de los soportes para absorber las nanopartículas en ellos y la fabricación de nanoestructuras a través de técnicas litográficas.
La utilización de nanocatalizadoers en la industria química, proporciona una gran cantidad de utilidades, entre ellas:
- Aumento de la selectividad y actividad de los catalizadores, mediante el control del tamaño de poro y características de las partículas.
- Sustitución de catalizadores de metales preciosos por nanocatalizadores a la medida y el uso de los metales básicos, lo que mejora la reactividad química y reduce los costos del proceso.
- Catálisis en el diseño de membranas puede ser útil en la eliminación de moléculas no deseadas de gases o líquidos mediante el control del tamaño de los poros y las características de la membrana.
En vista de los numerosos beneficios potenciales que se pueden obtener a través de su uso, los catalizadores basados en nanotecnología, han sido objeto de una atención considerable en los últimos tiempos. Muchas aplicaciones y patentes han aplicado los catalizadores nanotecnológicos, ya que produce mejoras significativas en los procesos industriales.
La síntesis de nanopartículas metálicas se puede llevar a cabo usando diferentes métodos, lo que permite obtener nanopartículas monometálicas o multimetálicas. Estos métodos también permiten el control de la composición atómica y del tamaño de las nanopartículas. Además, es posible preparar nanofilamentos. Entre algunas técnicas de elaboración podemos mencionar:
- Síntesis de nanopartículas en microemulsión: El tamaño de las nanopartículas puede ser controlado y variado entre 1-50 nm, pudiendo además obtener diferentes composiciones: Platino (Pt), paladio (Pd), iridio (Ir), rodio (Rh), oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), así como nanopartículas binarias (Pt/Pd, Pt/Ru, Pt/Ir, Pt/Rh) y otras SiO2, CdS, ZnS, ZrO2, CaCO3, BaCO3, CdSe, TiO2, etc.
- Síntesis de nanopartículas en sistemas coloidales: El tamaño de las nanopartículas puede ser controlado y variado entre 5-50 nm. Este método tiene como principal ventaja que permite controlar la forma de las partículas (cúbicas, tetraédricas, esféricas, octaédricas truncadas) lo que dará lugar a diferentes propiedades.
- Síntesis de nanofilamentos: Estos nanofilamentos se preparan mediante el crecimiento preferencial de nanopartículas que actúan como núcleos de crecimiento en presencia de agentes coloidales y agentes reductores muy débiles. Con esta metodología, es posible controlar la longitud de los nanofilamentos entre 20 nm y una micra, aproximadamente. Además, controlando el tamaño de los nanofilamentos, se puede obtener diferentes colores.
- Síntesis de nanopartículas en fase acuosa: Mediante este método, el tamaño de la partícula es muy superior al obtenido con otros sistemas (situado en torno a los 50 – 500 nm en función del tipo de agente reductor utilizado).
Las aplicaciones potenciales de las nanopartículas son entre otras las siguientes:
- Estudio de propiedades ópticas, magnéticas, catalíticas y electrocatalíticas.
- Catalizadores (dispersados y soportados) para baterías, pilas de combustible, electrodos de difusión de gas, etc.
- Materiales cerámicos.
- Pigmentos.
- Sensores.
- Aplicaciones médicas y biológicas.
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Es la acumulación preferencial de una substancia en una fase líquida o gaseosa (lo que involucra la separación de una substancia en una fase fluida o gaseosa) sobre la superficie de un adsorbente sólido (IAS). Los procesos de adsorción son ampliamente usados en muchas aplicaciones industriales y en la purificación de agua potable o tratamiento de agua residual.
Un adsorbente deberá tener una gran capacidad de adsorción y rápida velocidad de adsorción, es decir, una gran área superficial o volumen de microporos con una estructura porosa tal para que las moléculas del adsorbato se transporten a los sitios activos (microporos d< 2nm, mesoporos 2<d<50 nm, macroporos d>50 nm). Ejemplos de adsorbentes comerciales: carbón activado (US$ 1 mil millones), zeolitas tamices moleculares (US$ 100 millones), gel de sílice (US$ 27 millones) y alúmina activada (US$ 26 millones).
La isoterma de adsorción es la relación matemática entre la masa del soluto adsorbido y la concentración del soluto en la solución una vez que se ha alcanzado el equilibrio.
La capacidad de adsorción es muy dependiente del pH de la solución ya que afecta las características de la superficie, el tipo de especies del adsorbato que se encuentran en la solución y las interacciones entre la superficie y el adsorbato en solución.
La isoterma de adsorción representa el equilibrio termodinámico entre el soluto adsorbido y el soluto en solución y por esta razón, es dependiente de la temperatura. La temperatura afecta el equilibrio porque las interacciones entre la superficie y las moléculas en solución dependen de la temperatura. En la literatura sobre adsorción en fase líquida se ha reportado que la temperatura puede afectar el equilibrio de adsorción de las tres formas siguientes:
- El equilibrio de adsorción se favorece disminuyendo la temperatura.
- El equilibrio de adsorción se favorece aumentando la temperatura.
- El equilibrio de adsorción es independiente de la temperatura.
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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.
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