Archive for the ‘Corriente Continua’ Category
Será una conferencia en la que podré hablar de lo que son las energías renovables, sus diferentes tecnologías, modelamiento y simulaciones de turbinas eólicas, paneles solares, baterías, concentradores cilíndricos parabólicos, turbinas submarinas, unidades de control de potencia y corriente, despacho, entre otras cosas. Luego la generación distribuida y las microredes, en la que hay diferentes modelos computacionales que se he hecho en Matlab/Simulink a mostrarles. Conversaremos de la importancia de las renovables y el reto que nos asume el poder conocer, comprender y aportar a este campo de la ingeniería con mucho interés en la industria. Experiencias tanto en Perú como en pasantías en el exterior serán compartidas en una reunión de aproximadamente dos horas y que con gusto estaré apto para responder preguntar e iniciar cooperación académica sea con las universidades o empresas. Sean bienvenidos a la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima – PERU a quienes nos visiten de provincia y del exterior. La conferencia es libre y pueden asistir estudiantes, profesionales y público en general de cualquier instituto, universidad, centro de investigación y ciudad. Hay un enlace de inscripción y también para quienes deseen una certificación. Los costos de certificación serán para fortalecer las actividades de la Rama IEEE PES UNI con quienes tengo el agrado de que hayan organizado esta conferencia. Les esperamos !!
Jorge MIREZ
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Estimados lectores… Recogo la información y se las muestro. Esta figura se puede visualizar como será en un futuro la distribución de la electricidad en la que el sistema está cargada o tiene conectados muchos o varias independientes arquitecturas de distribución en corriente continua DC. Valores de 280 Vdc en casas, centros comerciales, datas centers entre otros… pues no estaría mal, además la DC es menos propagación de ondas electromagneticas en el entorno y hay muchas ventajas de la DC frente a la AC. Claro, asumo que alguien recordará a Tesla y su energía free for all, pero hasta lo que se ve, la idea es la misma, la de mantener el mercado electroenergético mediante la compra de electricidad, cambio de repuestos/máquinas, etc… lo mismo de ahora pero en DC, con un pequeño aliciente, en aquellos países que se permita, podrán ser con una inversión, autogeneradores mediante turbinas de viento o paneles solares fotovoltaicos o etc.. pero las reglas de juego al menos a lo que se ve, siempre serán a favor de las empresas públicas o privadas de electricidad… el mercado tiene que sobrevivir, ese es el mensaje. Por lo tanto, si miran bien esta figura, verán que hay mucho por investigar, desarrollar, innovar… Ánimos que si lo pueden hacer en laboratorio excelente !! si no lo pueden, pues están las herramientas de modelamiento y simulación.. Saludos cordiales.
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En el presente post se muestra un ejemplo de una microred que está trabajando en modo interconectada con la red externa de electricidad. La curva de potencia se ve que hay el aporte de dos generadores: la salida del generador de generación distribuida que sería un CHP permite construir en bloques un aproximado del perfil de la demanda eléctrica, y a través del inversor se ingresa desde la red externa de electricidad la energía necesaria para completar y cubrir las necesidades de los usuarios. Esto se puede modelar y simular en software de alto nivel,… es lo que hago
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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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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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Los controles de microfuentes necesitan asegurar que: nuevas microfuentes pueden ser agregadas al sistema sin modificación del equipamiento existente, setpoints pueden ser independientemente seleccionados, la microgrid puede conectarse o estar aislada de la grid en una manera rápido y sin cortes, potencia activa y reactiva puede ser independientemente controlada, y poder encontrar las necesidades dinámicas de las cargas. Cada microcontrolador de microfuente puede responder efectivamente a los cambios del sistema sin requerir datos desde las cargas, el swith estático u otras fuentes.
Los bloques de la izquierda calcula los valores de tiempo real para P, Q y la magnitud de voltaje. Los dos droops son implementadas en bloques separadas. El control genera la magnitud de voltaje y de ángulo deseado en los terminales del inversor. El generador de impulso de puerta es responsable de emitir los impulsos de disparo correctas a la electrónica de potencia en el interior del inversor para realizar un seguimiento de las solicitudes del control. Operando del inversor como un tensión detrás de una impedancia resulta en P==\sigma y Q==|V| … En esta temática de estudio e investigación voy…
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Les muestro en la figura como es la tendencia de precios a lo largo de estos unos pocos mas de 25 años de desarrollo de tecnologías encaminadas a la producción de celdas fotovoltaicas cada vez más baratas y asequibles. Si la tendencia sigue de esta manera se prevé una masificación en el uso de esta fuente de energía a escala doméstica e industrial. El freno es el recurso natural, hay que tener suficiente área para poder recolectar una buena cantidad de energía que nos permita una potencia de uso directa a los artefactos; sin embargo, las fuentes de almacenamiento hacen su trabajo… hay mejoras en ellas, nuevos materiales para baterías y también almacenamiento alternativo se ven cada vez más promisorios. Por mi parte, me gusta trabajar sobre modelos matemáticos y simularlos en Matlab/Simulink de esta manera colocando los escenarios adecuados, podemos ver la influencia de tal o cual dispositivio o material en el funcionamiento de la microgrid o smartgrid…
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He aquí una imagen de lo que es un sistema eléctrico inteligente. Es una combinación entre tecnologías de la información y la red eléctrica existente, agregándole elementos de reciente desarrollo como son las fuentes de energías renovables. Las técnicas de información han sido utilizadas desde hace años para monitorear el funcionamiento de la red eléctrica, sin embargo, el actual uso que se le desea dar es mucho más amplio: se desea recopilar información entre cada vez más cortos espacios de tiempo, con alta precisión, rapidez de procesamiento y almacenamiento, de tal manera que se puede determinar y decidir una condición de funcionamiento la más óptima posible y minimizar la presencia de fallas o perturbaciones. En ello estoy avocado como tema de investigación y estoy presto a trabajar en coordinación con investigadores y grupos de IDI. Principalmente mi trabajo se basa en recrear escenarios computacionales y analizar las 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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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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… to IEEE CWCAS 2014 in collaboration with my colombian colleagues
(URL: http://www.ieee.org.co/e.php?id2=22&id=15&t)
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Este modelo ha ido mejorando en colaboración con colegas extranjeros, suena bien y vamos por buen camino… que sigamos progresando !! … están los componentes de la microgrid, esta es de corriente continua y alterna. Un escenario ha sido modelado a fin de ser considerado como estudio importante de un caso típico. La simulación se realiza en Matlab/Simulink de MathWorks Inc. El modelamiento se ha hecho en base a la literatura científica y libros de relevancia consultados….
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Para crear este campo eléctrico en la estructura del dispositivo, se introduce en el semiconductor una cierta cantidad controlada de impurezas (llamados dopantes), es decir, átomos de otro elemento distinto al material de partida que presenta un exceso o un defecto de electrones en sus capas más externas respecto al material intrínseco (libre de impurezas).
Una impureza se considera donadora cuando el elemento utilizado tiene un electrón de valencia más que el material intrínseco (caso de dopantes como el P, As o Sb añadidos al Si). Un material semiconductor dopa con una impureza donadora se dice que es del tipo n. Es decir, obsérvese que introducir impurezas aceptoras supone un incremento en la concentración de huecos en el material mientras que impurezas donadoras provocan un aumento en la concentración de electrones. Cuando el material extrínseco ha ganado electrones, se dice que es de tipo negativo o de tipo-n.
La impureza se considera aceptora cuando el dopante tiene un electrón de valencia menos que el semiconductor intrínseco (caso del B, Ga, In, o Al agregados al Si). Un material semiconductor dopa con una impureza donadora se dice que es del tipo p, porque ha aumentado la densidad de huecos.
Lo esencial del proceso de dopaje es que la presencia de estas impurezas en cantidad suficiente modifica notablemente la concentración de portadores en el semiconductor en un rango de temperaturas muy amplio, tal como muestra la figura, debido a que las impurezas introducidas se ionizan muy fácilmente a temperaturas relativamente bajas. El semiconductor así dopado se denomina extrínseco para indicar que su densidad de portadores está alterada respecto a su concentración inicial.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Los llamados supercapacitadores, ultracapacitadores o electric double layer capacitors (EDLC) consiste de una estructura porosa de carbón activado para uno o ambos electrodos, el cual están inmersos dentro de una solución electrolítica (típicamente hidróxido de potasio o ácido sulfurico) y un separador que previene el contacto físico de los electrodos pero permite la transferencia de iones entre ellos. Esta estructura efectivamente crea dos capacitores equivalentes (entre cada electrodo y el electrolito) conectado en serie, como se muestra en la figura esquemática de sus componentes internos.
La energía es almacenada como una separación de cargas en la doble capa formada en la interface entre la superficie del material electrodo sólido y los microporos de los electrodos. Este factor permite una muy alta capacitancia por unidad de volumen, el cual es cientos hasta miles de veces más grande que un capacitador electrolítica.
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Se tiene que la energía es la integral de la potencia en el tiempo, o mejor dicho, el área debajo de la curva de potencia durante el período de análisis. Esta forma de operación es sencilla y bastante operativa más aun si se tiene a la mano una tabla de integrales para todas las expresiones posibles de p(t) que uno se pueda imaginar y que quizás la memoria no recuerda como es la solución de alguna integral.
Pero si vemos que el voltaje era la energía que ingresa o sale de un paquete de cargas electricas (v=dw/dq) y la corriente es el cambio de la carta eléctrica que se desplaza entre dos instantes de comparación (i=di/dt). Entonces los valores que podemos determinar mediante mediciones son el voltage (voltímetro), corriente (amperímetro) y watímetro (potencia) [o lo que haga sus veces en experimentos más complicados], con ellos se puede calcular mediante un proceso inverso tanto la carga que se transporta como la energía involucrada en tal proceso, ideal por supuesto. Hay pérdidas en la transmisión, es cierto, como también lo hay casos más complicados en que la transferencia de cargas ya no es unidimencional sino en 2D ó 3D y por lo tanto se hace necesario calcular estas cosas para mejor comprender un fenómeno. Pos os dejo con este caso de 1D que os espero sirva y motive.
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La fórmula de la potencia eléctrica que es: p=(dw/dq)(dq/dt)=vi , es relativamente comprendida si se escribe como p=vi ; de hech es ampliamente conocido. Más sin embargo, cada componente de dicha escuación es importante si se desea comprender el fenómeno en sí. Por ejemplo, se había mencionado en post anteriores que v = dw/dq y que i = dq/dt. Lejos de la operación rutina de multipliar v*i para obtener la potencia, debemos ver lo que se trata en todos las posiblidades, como que dw/dq >0 y dw/dq <0 y además que: dq/dt>ó dq/dt<0, en si son cuatro posibilidades.
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Hay una ecuación que menciona que el v = dw/dq. Lo que menciona que el voltaje es la cantidad de energía por unidad de carga ?.. Quizás, pero representa algo mas, significa que continuamente se necesita energía suministrar o ejercer sobre las cargas para crear voltaje. Este puede también tener una dirección y sentido. Confinada idealmente a lo que son los conductores que transmiten portadores de carga eléctrica de un extremo a otro, y además, este voltaje crea un potencia de acción entre el mismo conductor y tierra (es decir, que si hay un medio para permitir el flujo entre el conductor y tierra, aparecerá como consecuencia una corriente). Sin embargo a la par que se usa energía para movilizar energía para movilizar las cargas hacia un sentido, también puede haber algo que pueda empujar en sentido contrario y por lo tanto, la polaridad del voltaje se hace en sentido contrario. Observable más fácilmente desde el punto de vista de la corriente continua, esta apreciación no deja de tener validez para el caso de corriente alterna, especialmente en los casos de transitorios, en que durante los pocos milisegundos que duran se dan numerosos fenómenos en los que es necesario mucha nterpretación física para analizarlos bien y más que todo contribuir si es el caso, a la determinación de fallas, evaluación de daños, mejora de productos, etc…
También se puede llegar a otras interpretaciones si el componente dq = q1 -q2, lo podemos explicar como >0 ó <0, dando casos particulares para casos causireales o reales, como los que pueden suceder en baterías, conductores reales, aislantes, etc…
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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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