Archive for the ‘Energy Renewable’ Category
Estimados lectores, en la figura se puede apreciar la proyección de Gt (gigatoneladas) de dióxido de carbono y del producto bruto interno per-cápita bajo dos escenarios: STEPS (escenario basado en las actuales políticas), APS (escenario de compromisos anunciados). En el STEPS, las emisiones globales caen 1 % por año entre el 2030 y 2050, mientras que en APS las emisiones globales caen 4 % por año. Dato adicionales, en un escenario del tipo NZE (escenario de cero emisiones netas al 2050) las emisiones globales caerían 15 % por año. Seguir lo trazado por el STEPS implica un incremento de la temperatura promedio global de 2.4 °C para el año 2100; mientras que en el APS, el incremento sería 1.7 °C, y; el NZE persigue hacer todo lo posible para no pasar los 1.5 °C. La figura muestra a los principales actores de la economía mundial, sin embargo, sería interesante investigar por país y dentro de cada país, cuanto están emitiendo, cuanto podrían dejar de emitir, o que se haga modelamiento matemático en base a los datos que se tienen o la realización de estimaciones. Todo suma en la preservación de nuestro planeta y en el asegurar la continuidad de la especie humana.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Estimados lectores, es de interés enterarse las predicciones de la industria de la energía, involucra no sólo el comportamiento de la demanda, sino toda la cadena de valor desde los generadores de electricidad. En el presente post comparto sobre el consumo final total, acá la intensidad de energía de la economía global ha ido decayendo debido al progreso tecnológico, la mejora de la efiencia y los cambios en la estructura de la economía global. El crecimiento de la participación de las renovables y el incremento de la electricifación de los usuarios finales, juegan ambos, un importante parte del incremento de la eficiencia de los sistemas de energía. En la figura se muestra la proyección hacia el 2025 segun tres escenarios: STEPS (escenario basado en las actuales políticas), APS (escenario de compromisos anunciados), y; NZE (escenario de cero emisiones netas al 2050). Este decrecimiento resulta a pesar de que la población mundial se ira incrementando.
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Estimados lectores, en la atención a la demanda, lo usual que se presenta es que las potencias cambien en el tiempo, sea por régimen de carga, perturbaciones, variaciones en el voltaje y la frecuencia, etc. En los estudios ideales se presenta valores de potencia fijos, algunos considerados como capacidad nominal o potencia nominal. En este post os muestro potencia activa y reactiva generadas aleatoreamente como se observa en la primera figura. En la segunda figura se dibuja el vector complejo S que es la potencia aparente y como se puede visualizar, los valores están dentro de una zona o área o parte del plano complejo permitido para el funcionamiento normal del sistema. En la figura, se puede observar como ha ido evolucionando el factor de potencia y esto puede permitir por ejemplo hacer simulaciones de conexión y desconexión de banco de condensadores para corrección del factor de potencia. Datos asumidos pero si tiene alguien datos, lo puede emular y seguramente salen unas figuras bastante interesantes. Hecho con MATLAB de MathWorks Inc.
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Estimados lectores, según se muestra en el IEA World Energy Outlook 2024, que en la pasada década la participación de los combustibles fósiles en la energía global, ha caído un poco: del 82 % en el 2013 al 80 % en el 2023, de una energía global que sigue en crecimiento dado que la demanda en este mismo período se ha incremento un 15 %. Hay que tener en cuenta que en economías emergentes y en desarrollo, que agrupan al 85 % de la población mundial, la demanda de energía se ha incrementado en alrededor de 2.6 % por año en los últimos 10 años. En la figura se muestra la proyección hacia el 2025 segun tres escenarios: STEPS (escenario basado en las actuales políticas), APS (escenario de compromisos anunciados), y; NZE (escenario de cero emisiones netas al 2050). Se debe tener en cuenta, que la energía es parte de una industria, y esta parte de la economía local, regional, nacional y global, es decir, todos estos cambios se hacen considerando que economía progrese, no se estanque, a nivel micro y macro, desde el ciudadano a las naciones, desde los emprendedores hasta las grandes empresas.
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Sustainable Thermal Energy Storage Systems: A Mathematical Model of the “Waru-Waru” Agricultural Technique Used in Cold Environments
by Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Energies 2025, 18(12), 3116; https://doi.org/10.3390/en18123116
Sitio web: https://www.mdpi.com/1996-1073/18/12/3116
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J1162: Libro «Evolución de los sistemas energéticos en Iberoamérica». Link para leer y descargar PDF
Les invito a consultar el libro «Evolución de los sistemas energéticos en Iberoamérica» en el cual se explora la evolución y estado actual de los sistemas de energía en España, Argentina, Colombia, Cuba, México, Paraguay, Puerto Rico, Ecuador, El Salvador, Uruguay, Panamá, Honduras, República Dominicana, Venezuela, Perú, Costa Rica, Bolivia, Brasil y Guatemala. Los trabajos que conforman el libro son contribuciones de los miembros de la Red RIBIERSE-CYTED – Red para la integración a gran escala de energías renovables en los sistemas eléctricos; cuyo objetivo es promover la descarbonización del sector eléctrico gracias a la integración de fuentes renovables en los sistemas eléctricos y su hibridación con sistemas de almacenamiento y la ‘E-Mobility’. https://zenodo.org/records/15602611
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Tarrillo, Jorge Luis Mírez, and Jesús C. Hernandez. 2024. «Proposal for the Implementation of Solar Chimneys near Urban Environments with Variable Collector Area According to Demand and Environmental Conditions» Energies 17, no. 20: 5039
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En toda la Región Andina es atravesada por la Cordillera de los Andes y por lo tanto el Sol es abundante durante varios meses del año. El Sol irradia y puede llegar hasta el punto de ser incómodo. Sin embargo, el piso es usualmente cemento o asfalto, las áreas transforman esa energía para dar oxígeno y producir su propio alimento. Al no tener una captura de esa energía térmica conlleva a que las temperaturas en la noche sean bajas y se desarrolla un gran cambio de temperatura entre el día y la noche que puede llegar a 10 °C hasta 20 °C o más. Dicho cambio que sucede en unas horas deriva en afecciones en la salud: vías respiratorias, sistema óseo, entre otros. Se puede hacer que la temperatura de la noche no se reduzca mucho… Pues sí… Se llama almacenamiento de energía y acá hay que hablar de MW y MW-h de energía térmica. Desde elementos naturales como espejos de agua, estructuras hechas en roca (paredes, parques, etc) y diseñar dichas estructuras de tal manera que no hay corrientes de aire que lo enfríen, esto, hasta sistemas de ingeniería con concentración del haz solar a fin de calentar un fluido y sea almacenado en una batería térmica. Se puede hacer a pequeña escala como lo es una casa, luego un colegio o escuela, también un Centro de Salud, un mercado u cualquier otra infraestructura. Motivo para vos revises lo que es sistemas de almacenamiento de calor latente y calor sensible. Por mi parte hago modelado matemático y simulación numérica en MATLAB Simulink y gusto de la cooperación académica para elaboración de artículos y proyectos de investigación.
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Estimados lectores de mis redes sociales, quería compartir con ustedes el hecho de estar calificado como Investigador RENACYT Nivel IV del CONCYTEC PERÚ… Nos toca en adelante la ardua labor de lograr el siguiente Nivel durante el 2024. Ardua porque se requiere tiempo, financiamiento (usualmente lo que hace más difícil desarrollar y avanzar en investigar), trabajo en equipo, recursos materiales… En fin, a seguir adelante y muchas gracias a quienes hacen y harán posible que sigamos avanzando.
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A. Azizi, M. Z. Jahromi, P. Dehghanian, H. R. Chamorro, J. Mírez and V. K. Sood, «Decentralized Multi-Objective Energy Management With Dynamic Power Electronic Converters and Demand Response Constraints,» in IEEE Access, vol. 11, pp. 146297-146312, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3344209. keywords: {Costs;Energy management;Renewable energy sources;Power system dynamics;Voltage;Power system stability;Optimization;Demand response;Dynamic generation;demand response;renewable energy;optimization;energy management;microgrid},
https://ieeexplore.ieee.org/document/10364854
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En el presente post se muestra (en figura) resultados de la simulación de como cambia el valor de la eficiencia de una celda de combustible según la temperatura. Es de mencionar que la eficiencia de una celda de combustible (FC) es la división de la energía libre de Gibbs (que es igual al trabajo de salida total) entre la energía total disponible desde la reacción electroquímica. En esto, son los procesos de conducción y convección de transferencia de calor los necesarios a usar para mantener y/o controlar la condiciones de operación de las celdas de combustible. Para la figura se ha desarrollado código MATLAB.
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This post show figure with simulation of variation of efficiency in FC. The efficiency is the relation between Gibbs free energy (that is equal to total output work) and total energy available from electrochemical reaction. Conduction and convective process of heat transfer are necessary for maintenance and/or control of the FC operation. Regads.
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En el presente post se puede observar que la variación del voltaje de circuito abierto o voltaje teórico (OCV en inglés) de una celda de combustible que usa hidrógeno versus la temperatura. En esto está involucrado la energía libre de Gibbs, moles de electrones y la constante de Faraday. Entonces, si con la temperatura se reduce el OCV entonces conviene retirar la energía térmica, lo cual puede servir para calentar agua, calentar el aire de un ambiente y/o algún otro proceso similar. Las variaciones de temperatura operativas al tenerlos ya calculadas para todos los valores posibles, entonces es posible determinar cuando en operación la temperatura cambie y el sistema de control actúe para regular la temperatura con un mayor paso de agua, aire y/o sistemas de conducción y/o convección de calor. Simulado usando MATLAB de MathWorks Inc.
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En el mundo de las energías renovables, las microrredes surgen como elementos organizativos de diferentes fuentes y cargas ubicados dentro de un espacio geográfico delimitado y con uno o más puntos de interconexión sea con otra microrred o con la red eléctrica pública. Paneles solares fotovoltaicos, turbinass eólicas, almacenamiento electroquímico, etc. son parte de sus componentes. La demanda igualmente puede ser residencial, comercial o industrial. Todo esto crea comportamiento de la demanda que es atendido por la oferta y en algún momento pueda haber déficil o sobrante. La figura del presente post muestra un ejemplo acerca de ello, en que tres microrredes debido a sus comportamientos propios, presentan diferente necesidad y sobrante en el tiempo. Hecho con MATLAB.
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Wind speed will increase with the height because the friction at earth surface is large. The rate of the increase of wind speed that is often used to characterize the impact of the roughness of the earth’s surface on wind speed is given by the equation of this post, where v is the wind speed at height H, vo is the nominal wind speed at height Ho, and α is the friction coefficient. Made with MATLAB.
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En una configuración de dos barras en DC, la diferencia de voltaje determina la cantidad de energía que fluye por unidad de tiempo, se llama potencia eléctrica, y; que en las dos gráficas del presente post se puede apreciar. En una se observa la diferencia de voltaje considerando la barra fuente con voltaje constante, usualmente asociado a su conexión con un gran sistema eléctrica de potencia o por la autoregulación de voltaje de una fuente. En la otra gráfica, el flujo de potencia eléctrica producido por esa la diferencia de voltaje respectiva. Hecho en MATLAB, con generación de números aleatorios, para lo que vengo investigando que con las DC Microgrids.
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Todo artefacto, componente, máquina, sistema, etc… presenta un progresivo envejecimiento que conlleva a la falla de los equipos los cuales se van registrando durante los años de funcionamiento y con esa información se crea histogramas como el que se muestra en el presente post. Obviamente mientras más fallas se presentan la curva de distribución se forma mejor, y a partir de ello se puede normalizar y tener una función de probabilidad característica de la marca y modelo del equipo, máquina, etc. Elaborado con MATLAB para ustedes queda la gráfica.
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Invitación a participar del Webinar: Microrredes Eléctricas. Expositor: Dr. Jorge Mírez. Jueves 30 de Marzo 2023. Hora: 16:00 horas México (17:00 horas Lima)
Link de Registro Expo Energía México 2023:
https://www.expoenergia.com.mx/Webinar/index.php
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DOI: 10.1109/ICMEAE.2019.00034
Abstract:
This article includes a compilation and analysis of relevant information on the state of the art of the implementation of the Droop Control technique in microgrids. To this end, a summary and compilation of the theoretical models of the Droop Control and a summary of implementations have been made and, in general, try to summarize the great variety of experiences developed in this topic. The chosen experiences have been selected according to the research motivations that are available in the future and that are explained throughout this article, since this will serve as a starting point and guide for future research in microgrids and similar novel topics such as Low Voltage Distribution in Direct Current (LV DC) and DC microgrids (DC MG). The LV DC distribution for this article is related to houses in direct current (DC Home).
Gratefully for this news !!
Regards:
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Determining the necessary area of photovoltaic solar panels to be able to feed a demand is something to evaluate considering that both the demand and the energy source (the Sun) vary in their behavior. The total solar cells area required to supply the load demand can be calculated from the following equation shown in the figure of this post where \F_{s} is the safety factor which includes the possible allowance of insolation data inaccuracy, \V_{F} is the factor of variability which considers the impact of yearly radiation variation. \P_{L} is the power demand, \H_{t} is the solar irradiation and \n_{c} is the efficiency of the photovoltaic solar panel.
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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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