Archive for the ‘Energía Solar’ Category
El mapa solar del Perú lo puedes encontrar en las webs oficiales del Perú y algunas otras publicaciones. Como es mi país natal, la coloco en este post. Somos privilegiados de tener un buen sol y lejos de las grandes aplicaciones en centrales solares de varios MW, están las aplicaciones de baja potencia que pueden beneficiar a la población, las escuelas, los centros de producción manufacturera, los colegios, mercados, establecimientos de salud. En ellos no serán grandes potencias, sin embargo, traen conford y son sostenibles en el largo plazo de vida operacional de cada uno de ellos. Hay que quitarse ese mediocre idiosincracia que sea técnico – económico rentable fijándonos solamente en el dinero, hay otros elementos adicionales a poner en valor: el conford de las personas, la impacto en su formación como estudiante o poblador sobre cuidado del medio ambiente al ver y sentir que las renovables permiten satisfacer su consumo de electricidad y calor y a la vez cuida el medio ambiente. Tenemos un país maravilloso en climas, las organizaciones de base acá y en Latinoamérica deberían impulsar en todos los locales comunales, escuelas, colegios, establecimientos de salud, talleres, etc… paneles solares fotovoltaicos para la producción de electricidad y termas solares para tener agua caliente, sería una forma de mejorar la calidad de vida y contribuir a cuidar nuestros microclimas, los cuales en Perú son miles miles de microclimas.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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En el presente post se muestra una mapa extraído desde la website de la Agencia Interncional de Energía (IEA) en que se muestra la cantidad de energía por ser humano en cada país. Hay países que tienen una alta producción de energía y aparecen con bajo per capita como lo es China, en cambio países nórdicos que no tienen mucha población tienen una alto per cápita. Los Estados Unidos de América mantienen una alta per cápita desde hace años y lo seguirán haciendo y quizás incrementado cuando logren implementar masivamente las smart grids y microgrids que se encuentran ahora en desarrollo y pruebas de campo. Otros países y en amarillo los hay muchos algunos en vías de desarrollo y otros bajo el título de «en vías de desarrollo» como para que suene bonito. El per capita indica el grado de uso energético y por lo tanto es un reflejo de la comodidad y calidad de vida de una población…
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En la figura se muestra la tarifa de energía eléctrica proveniente de paneles solares fotovoltaicos para Perú. Considerar que IGV es el impuesto que se paga al Estado por ventas y que representa un 18%, es decir que luego de multiplicar la tarifa por la energía sale un costo parcial, y para obtener el costo total sería el costo parcial por 1.18%. La moneda nuevo sol está en un equivalente de «3.2 nuevos soles igual a 1 dólar americano». Esta es una última actualización a Julio del 2015. Precios a considerar en el mercado peruano. Cálculo y simulaciones de costos e impacto en redes eléctricas las podemos hacer mediante un uso adecuado de criterios y de manejo de datos.
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La figura muestra como era las perspectivas de mercado en energías renovables en los países de la Unión Europea durante el año 2011, en ello se puede ver la repartición según porcentaje reflejo de las potencias involucradas. Si juntamos los valores de Alemania, Reino Unido y España es casi el 50%. Si juntamos las potencias de Alemania, Reino Unido, España, Italia, Francia y Suecia (todos ellos países considerados desarrollados y con un alto nivel de calidad de vida) es casi el 75% del mercado europeo. Las consideraciones son muchas para tal desarrollo partiendo en que cuando hacen sus cálculos consideran todos los elementos desde la parte de dinero involucrado, cuestiones ambientales, no emisión de carbono producto de un mayor nivel de conciencia y compromiso medioambiental y el desarrollo de las tecnologías por parte de sus empresas (y que al final el resto del mundo las compramos porque no nos queda otra y nos tenemos que ajustar a calcular bajo un mediocre criterio técnico/económico dado que por lo general tanto gobiernos como universidades/centros de investigación tienen el concepto de ser incapaces de aportar al desarrollo de las energías renovables creando software o harware para el mismo)
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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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La imagen (la cual es diferente al anterior post J844) forman parte importante de los datos que sirven de trabajo en este trabajo de investigación sobre microredes y energías renovables. En muchos casos es necesario evaluar el potencial energético y la hora es una medida de tiempo bastante usada. Los medidores hacen un promedio de sus lecturas durante una hora y esa es considerada para evaluar el desempeño de un posible sistema de solar fotovoltaica, solar térmico o almacenamiento térmico. La gráfica muestra los datos tomados durante cada hora a lo largo de un año calendario. El comportamiento de la curva es un indicador de la inclinación de la Tierra a lo largo durante un año. Condiciones locales de nubes, lluvias u otros fenómenos definen esos altos y bajos que se observan. Dicho comportamiento por lo general bastante aleatorio, se procura compensar mediante técnicas de control, optimización y predicción que aprovechen sacar el máximo provecho al recurso solar disponible.
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La figura muestra los datos de lectura de irradiación solar durante un año calendario. Se puede apreciar la forma como los movimientos de la Tierra definen el valor de la irradiación solar máxima. La data ha sido procesada considerando como eje la fecha de cada día, en ella, algunas fechas representativas son mostradas. Existen modelos matemáticos que permiten calcular y predecir dicho comportamiento dependiendo de la latitud y longitud del lugar durante el año. Los datos son valiosos y parte fundamental de los procesos de simulación, sin embargo, en caso de ausencia modelos matemáticos teóricos usándolos con el adecuado criterio técnico pueden servir también. Matlab permite altas prestaciones en el manejo de datos.
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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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TEMARIO:
Energías renovables
Concepto
Los tipos de energías renovables
Tecnologías en cada tipo
Modelamiento simulación de c/tecnología
Impacto en la sociedad
Impacto en la industria
Impacto en la universidad
Generación distribuida
Concepto
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Modelamiento y simulación c/caso
Microredes
Concepto
Esquemas generales
Modos de funcionamiento
Partes
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Microredes modelo en el mundo
MicroRed CEDER
Modelamiento y simulación de casos
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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Estudios de campo son necesarios para determinar y evaluar el potencial eólico específico de un lugar determinado. Hay un referente en Perú que es el mapa eólico del Perú en que se puede ver la velocidad de viento en promedio anual y por estaciones del año. Entonces lo que se tiene en las figuras de este post es información actualizada a Julio del 2015 de las concesiones hechas para estudios de campo con medición de velocidad de viento dadas por el Ministerio de Energía y Minas. Sin embargo, como se dijo en un anterior post, no se ve que en las reglas de juego participen las universidades o los grupos de investigación… por mi parte, yo si doy ese servicio de analizar la data recolectada a fin de evaluar potencial eólico para un parque eólico, me escriben al email jorgemirez2002@gmail.com … Es interesante saber que hay muchas empresas, el potencial es bueno, sólo falta un poco más de impulso para que la producción de renovables sea un factor apreciado en el balance de energía nacional.
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Como producto del programa del Estado Peruano de implementación de energías renovables, las empresas privadas han hecho realidad dos centrales solares fotovoltaicas en la Región Arequipa, ubicada al norte de Tacna en donde existe una central solar fotovoltaica. Bueno, en si Arequipa se ha caracterizado de usar tecnología solar térmica para producción de agua caliente en domicilios, hoteles y centros de producción. El recurso solar es abundante en la zona sur del Perú y es algo que se debe aprovechar, además, la central solar produce en DC y son los inversores los que definen la calidad de la energía eléctrica que es inyectada a la red nacional. Además, hay que considerar que la producción desde renovables tiene prioridad en el despacho e inyección hacia el sistema nacional de electricidad operado por COES. Es mi deseo que las universidades locales estén involucradas en el diseño, transferencia de tecnología y operación de dichas centrales lo que conllevaría a una formación de capital humano no existente en el Perú y el que el Ministerio de Energía y Minas ni el Gobierno se les ocurrió que como parte de dichas construcciones se haga algo de transferencia de tecnología, se construya algunas cosas acá o se diseñen en las universidades… hemos sido simplemente unos malos compradores…
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Una de las primeras plantas productoras de energía solar a partir de una central solar fotovoltaica con una potencia nominal de 20 MWp. Ubicado en el sur del Perú, en la región Tacna que es fronteriza a Chile, en sí, es zona de ubicación de la parte desértica que comparten Perú y Chile en donde la irradiación solar es una de las más altas de todo el mundo. Las figuras observan los datos característicos de dicha planta obtenida de la web oficial de OSINERGMIN. El diagrama esquemático de la planta solar fotovoltaica es interesante a considerar como cuestión de diseño y también para el análisis de su funcionamiento. Hay alguna empresa que desee que trabaje con sus datos de producción como planta solar o parque eólico ?… Modelos matemáticos de paneles solares monocristalinos y policristalinos pueden ser desarrollados, así como, métodos de optimización de producción de energía eléctrica y seguimiento del punto de máxima potencia. Un poco más al norte de Tacna hay más plantas de producción solar fotovoltaica de energia eléctrica que describiré en siguientes post’s.
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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 !!
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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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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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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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Bueno, es casi un estudio completo, se puede ir agregando otra información que no coloco en la presente. Entonces, en un emplazamiento determinado, los modelos matemáticos, nos permiten también calcular lo que es radiación difusa horizontal, irradiación sobre superficie horizontal, entre otras. Estos cálculos vienen a ser los ideales y que sirven de marco referencial para el análisis de datos in situ recolectados.
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Dado una ubicación dada en el planeta, considerando su latitud y demás ángulos solares necesarios, me enfoco en realizar los cálculos que conlleven a predecir el valor de los parámetros cada vez que el sol está en en zenith. Por lo tanto, en ese día del año (eje horizontal la irradiación extraterrestre, es atenuada por la atmósfera y eso es lo que lleva sobre el piso. En aquel lugar de estudio, el ángulo de altitud varía durante el año así como los demás ángulos como por ejemplo la inclinación solar que se muestra también. Hecho en Matlab considerando modelos teóricos y que doy el servicio de hacer los cálculos para cada ubicación que me soliciten.
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Cuando la radiación solar incide sobre un panel parte se transforma en energía eléctrica, otra parte se refleja, otra atraviesa el panel (excepto aquellos que tienen un tapa de polímero en la parte posterior) y parte se queda cambiando la cantidad de energía interna con el consiguiente incremento de la temperatura de las celdas fotovoltaicas. La figura, resultado de un estudio térmico sobre paneles nos arroja la temperatura en la parte posterior de un panel con tapa (que ya no deja pasar la luz hacia atrás porque tiene una superficie que lo cubre, bien para reflejar o bien para soporte) y la temperatura en estado estable fijada en el interior del panel, y esta curva cambia debido a que en el eje horizontal se ha considerado la velocidad del viento que indice sobre el panel enfriándolo (llevándose consigo parte de la energía térmica capturada por el panel fotovoltaico de la irradiación solar). Hecho en Matlab de MathWorks para quienes gustan de los procesos de modelamiento y simulación en todos los campos… Inviten si hay trabajo o proyectos que sean de hecho pagados…
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Son de alta eficiencia mas de 35 % y bueno como se observa en la figura, esta compuesto de varias capas de diferentes materiales seminconductores, cada uno especializado en un capturar parte de la irradiación solar en un determinar rango de longitudes de onda. Todo un arte de ingeniería el lograr que estos materiales hayan sido creados y estén cada vez más al alcance del mercado. Este diagrama esquemático se refuerza con el hecho de que deben tener mallas conductoras, soporte del panel compuesto por muchas de estas celdas, estabilidad térmica y demás cosas en el diseño de estos paneles PV.
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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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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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