Archive for the ‘Kit wind’ Category
This post has to do with programming and simulating the power curve of a wind turbine and for example I have considered a capacity of 10 MW, with a starting speed of 3 m/s, a nominal speed of 10 m/s and a cutting speed of 25 m/s approx. The output power of wind turbine is described in terms of wind speed from the typical power curve characteristics of the windturbine as it is show in figure of the present post, where, Pw is the wind turbine output power, Pr is the rated output power of WT, u_c is the cut-in wind speed, u_r is the rated wind speed, and u_f is the cut-off wind speed.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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As a wind turbine generator, a permanent magnet synchronous generator (PMSG) is used in this post. Mechanical energy is acquired from the kinetic energy of the wind through a wind turbine, and the PMSG converts this energy to electrical energy. The PMSG output is converted to DC power through a thyristor rectifier. The output power of the wind turbine is equal to the DC converted power if the losses in the generator and rectifier are negligible.
Referencia: S. M. Muyeen “Wind Energy Conversion Systems – Technology and Trends” Springer. New York. DOI 10.1007/978-1-4471-2201-2
Regards:
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Les dejo el video completo de la Transmisión en Vivo hecho el Domingo 16 de junio 2019 desde las 22 PM a 24 horas – hora de Perú. Charla sobre «Aspectos Básicos de Potencia/Energía Eléctrica en Turbinas Eólicas» en base a la literatura que venimos trabajando en la Maestría de Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), Lima, Perú. La transmisión será desde mi fanpagehttp://www.facebook.com/jorgemirezperu — libre y gratuito. COMPARTIR e invitados a darle Like 
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Hoy jueves 27 diciembre 2018 recibí el Diploma de Doctor en Ciencias mención Física por la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. // Today, Thursday, December 27, 2018, I received the Diploma of Doctor of Sciences with mention in Physics (Dr. Physics) from the National University of Engineering, Lima, Peru.
Algunas fotos // some photos:
Recibiendo el diploma en Oficina de Grados y Títulos de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. // Receiving a diploma in the Office of Degrees of the National University of Engineering, Lima, Peru.
En frente al Rectorado de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú // In front of the Rector’s Office of the National University of Engineering, Lima, Perú.
Con mi asesor Dr. Manfred Horn (a mi co-asesor Dr. Josep Guerrero en la Universidad de Aalborg, Dinamarca, muchas gracias también) // With my advisor Dr. Manfred Horn (a my co-advisor Dr. Josep Guerrero at the University of Aalborg, Denmark, thank you very much too) //
De mi fanpage // of my Fanpage:
Gracias a todos… A quienes estuvieron, están y/o estarán en este camino… Gracias por su espera, paciencia, enseñanzas, cariño, alegrías… estas cosas no se logran de la noche a la mañana… Queda aún algunos años para devolver lo recibido de la vida… Hoy jueves 27 Diciembre 2018 recibí el diploma de Doctor en Ciencias con mención en Física y al igual que mis grados y títulos anteriores me fue entregado en Ventanilla de una Oficina de Grados y Títulos y está bien, porque todos somos capaces, todos somos seres humanos… // Thank you all … Those who were, are and / or will be on this path … Thank you for your wait, patience, teachings, affection, joys … these things are not achieved overnight … There are still some years to return the received of life … Today, Thursday, December 27, 2018, I received a Doctor of Science degree with a mention in Physics and, like my previous degrees and diplomas, it was delivered to me in the Office of Degrees and Titles and that’s fine, because we’re all capable, we’re all human beings …. Fuente/Source: http://www.facebook.com/jorgemirezperu
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El mundo va hacia las energías renovables que se implementan para abastecer y suplir el creciente demanda energética del mundo y también en parte para cumplir con los compromisos ambientales que ponen en peligro la sobrevivencia de nuestra especie. Cada vez más turbinas lleva consigo reducir el impacto de las velocidades pico que se presenten en algún momento, debido a que el viento no es uniforme sobre un parque eólico y mucho menos si cada vez es más grande el parque eólico. Además, la producción de potencia se ve suavizada debido a que las falencias de un zona del área geográfica se compensa con lo que se presenta en otra área de dicha zona geográfica, es decir, si cambian los patrones de clima a cada vez una mayor área geográfica puede ayudar mucho a suavizar la línea de potencia y tener una producción más constante. Lo curioso de este caso – estimados lectores – es que a pesar de que el viento tiene un comportamiento aleatorio, éste escenario se puede modelar mediante modelamiento matemático y simulaciones numéricas y si hay datos de campo pues excelente, y si no hay, se puede también plantear velocidades de viento aleatorias. Al menos modelo y simulo usando Matlab/Simulink y es una muy buena herramienta para ciencias e ingenierías.
Fuente: Based on simulations by Pedro Rosas (Reproduced from P. Rosas, 2003, Dynamic Influences of Wind Power on the Power System (PLD thesis, Ørsted Institute and Technical University of Denmark),
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La figura muestra las partes y componentes de una turbina Enercon de 1.5 MW. Turbinas de éste tamaño son las que en su momento dieron un fuerte inicio a la implementación masiva de las turbinas eólicas. Y no es poca la potencia nominal de dichas turbinas ya que estamos hablando de 1500 kW, lo cual considerando que una familia consuma 2 kW en promedio, esto sería el equivalente a 750 familias. En el diseño de Enercon lo que lo caracteriza es el diseño propio del generador eléctrico acoplado directamente con el rotor. Lo demás son sistemas que complementan la labor de la turbina – eje – generador eléctrico como lo es la medición del viento, los sistemas de control, la ventilación mecánica del compartimiento que contiene los equipos de transformación mecánico – eléctrica de la energía capturada por la turbina.
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PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.
Link Transmisión en Vivo y en Directo en Español
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Se invita a todos los que desean participar como Ponentes de este Encuentro. Las reglas son:
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Las ponencias serán de al menos 15 minutos.
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Hay espacio para 24 ponencias de 15 minutos.
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Las ponencias serán transmitidas vía internet por dos canales de YouTube (uno en español y otro en inglés con traductor en vivo).
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Los ponentes enviarán hasta el 21 de diciembre sus ponencias y CV para ser colocados en el Programa del evento.
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El modelo del CV en formato Word está disponible en el siguiente link: https://jmirez.com/wp-content/uploads/2016/12/map-chota-2016_nombreyapellidoponente_cv.docx
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El modelo de la presentación en formato PPT está disponible en: https://jmirez.com/wp-content/uploads/2016/12/ppt_mar-chota-2016_autor.pptx
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Los archivo PPT y Word enviarlo a jmirez@uni.edu.pe
Motivación del Encuentro
Las fiestas de fin de año reúnen a la familia y amigos, para lo cual se da el retorno de estudiantes, académicos y profesionales desde sus centros de estudio, investigación y de trabajo a sus ciudades de origen (en los diferentes ciudades y pueblos a nivel nacional) a pasarla en familia, con las amistades o simplemente es un tiempo de retorno a nuestros lugares de origen.
Este es un motivo especial para reunirnos para conocernos y compartir lo realizado durante el año mediante la conversación y ponencias tanto en lo académico y en las experiencias profesionales sean éstas realizadas en el sector público como privado.
Chota, la Atenas del Norte del Perú, se viste de gala al organizar el MAP Chota 2016 e invita a ser parte de este encuentro entre estudiantes de escuelas, colegios, pregrado y postgrado, académicos, profesores, padres de familia, investigadores, profesionales, organizaciones de base y sociedad en general de fin de año 2016 y hacemos el llamado a todas las ciudades del Perú a que se realicen eventos similares, y hacemos extensivo también a todos los pueblos y ciudades de América Latina.
Durante el MAP Chota 2016 estamos organizando algunas actividades extras: como un compartir; feria tecnológica, artesanal y artística; exposición de fotografías y de libros.
Las seis horas que durará el evento quedará guardado en YouTube y la participación en el evento como Ponente o Asistente es totalmente libre y gratuito. Quedan todos invitados a participar.
Página Web del Encuentro http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016
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Wind turbines produce a complex and continuously fluctuating power. A large part of the complexity resides on the input: the wind.The main source of power variation on conventional wind turbines is the wind speed variation. The wind is complex and the blades crossing the wind field modify the power fluctuations. The main objective of this chapter is to present a dynamic wind model for power quality assessment of a three bladed up-wind horizontal axis wind turbine type. The wind speed model includes the turbulence and tower shadowin the rotor area. The figure illustrates an example of the wind field acting on the rotor area of a wind turbine.
Reference:
Pedro Rosas.»Dynamic Influences of Wind Power on the Power System». PhD Thesys. DTU. 2003.
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La figura muestra los principales componentes de un parque eólico. Un parque eólico está compuesto por varios aerogeneradores todos o conectados a un mismo transformador o conectado en grupos (cuando la geografía lo permite) a un transformador y estos conectados en paralelo hacia la red eléctrica nacional. Entran a tallar varias variables algunas definidas desde el hardward instalado y otros de mediciones que se hacen de las variables medioambientales y de funcionamiento de la red en el mismo sitio. Las características del viento es un dato importante y que constantemente la dirección y el valor de la velocidad de viento retroalimentan constamente al sistema de control representado por la unidad controladora (Unit Controller). El flujo de información y toma de decisiones al interior del parque eólico se visualiza entre los diferentes equipos que sirven en la producción, adecuación de la energía producida y la interacción con la red eléctrica nacional, en donde existe un ambiente que viene a ser el sistema de supervisor (Supervisory Control Room). Todos estos elementos envuelven muchos temas de estudio y una de las posibilidades que permite la computación ahora es realizar procesos de modelamiento y simulación de estos sistemas… en lo personal lo hago usando Matlab/Simulink
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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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Quiero acuñar el dicho: » a más turbinas eólicas, mejor !! «… y no es que hay peligro de desestabilizar el sistema, sino que mas bien, cuando hay muchas turbinas eólicas la producción individual que es, por lo general, variable, entre muchas se van compensando y alisando, por lo tanto, la producción de energía se hace un constante. Es más, ese es quizás el secreto de grandes granjas eólicas situados en los países del norte de Europa y Estados Unidos de América, porque no decir, China y otros más rescatables. No sólo es la cantidad de energía que se puede obtener, sino es también para contabilizar la reducción en la huella de carbono (un compromiso humanístico para con el Planeta) y la seguridad energética de importación de combustibles fósiles o de producción de combustible fósiles a cargo de empresas transnacionales que fijan sus intereses globales a consta del poblador que necesita de electricidad, combustible para automóviles e industrias.
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Estimados lectores, creo haber puesto esta información en algún post anterior (sería bueno que lo busquen). Sin embargo, quería acá la secuencia del análisis de los datos de viento durante un año. Los datos pueden ser generados aleatoriamente o ser recolectados. En lo que son recolectados son tomados cada cierto tiempo y por lo tanto, entre esos espacios (entre cada dato) se puede también aleatoreamente colocar valores de velocidad de viento para comprender mejor la dinámica de las turbinas simuladas. Por mientras, en todo un año se puede generar una data recolectada, un análisis de estadísticas y una curva que represente aproximadamente todo ello. Por lo demás, esto puede ser trabajado en software, en mi caso con Matlab de MathWorks Inc. … los códigos están a la venta (favor escribir al email). Saludos a todos mis lectores (My greetings for all readers in all countries)
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El viento es masa de aire en movimiento y por lo tanto energía cinética neta. Esta masa en movimiento antes de interactuar con las palas de una turbina eólica se desplaza libremente según la diferencia de presiones entre dos zonas de la atmósfera que permite la creación de los vientos. Esta presión permite que se definan unas líneas de flujo. Al momento de interactuar con la turbina parte de la energía cinética contenida en el viento es capturada por los álabres de la turbina y por lo tanto, disminuye su energía cinética que es la esencia de la energía que contienen, y por lo tanto, como resultado se observa una reducción de la velocidad del viento y una expansión de las líneas de flujo caracterizado por una leve reducción de la densidad. Pasada cierta distancia el aire de alrededor de esta velocidad reducida comienza a compensar y comprimir estas líneas de flujo expandidas a un estado normal para ello se gasta parte de energía del viento circundante interactuada por goles cinéticos entre las moléculas de los diferentes componentes del aire.
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Recurriendo al concepto de líneas de corriente en un fluido en movimiento nos servirá para explicar como es que se genera el empuje en el álabe de un aerogenerador, ala de avión o álabe de turbina submarina. El gas aire que viene hacia el álabe al incidir sobre el álabe se divide en dos partes una que pasa por una zona concava de tal manera que es compromido (se crea una zona de alta presión) y las líneas de fuerza se unen desarrollando una fuerza sobre el área expuesta del álabe; y otra zona, sobre el lado convexo en que las líneas de flujo se separan creando una zona de baja presión y que produce una fuerza en la misma dirección de la que se genera en la zona de alta presión. Pero de estas dos fuerzas la que predomina es el de la zona de alta presión, y que se suma al de baja presión, creando el concepto de empuje que permite el movimiento en la dirección de la fuerza resultante del álabe.
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Desde el año 2008, he venido trabajando haciendo Modelamiento (en caso sea necesario) y simulaciones. Mi situación por aquella época era precaria, así que no me quedo otra que el autoaprendizaje de Matlab/Simulink partiendo por el Help de Matlab y la numerosa literatura disponible gratuita en la web. Hay cosas que necesitan hacer un Modelamiento, son aquellos nuevos casos o aplicaciones particulares y específicas que requieren detalles no contemplados en la literatura. Hay casos en que no es necesario hacer el Modelamiento pues ya hay libros o literatura que te da el o los modelos matemáticos y la tarea que se tiene es escribir en el Matlab/Simulink cada ecuación, enlazarlas y eliminar los errores (que a veces es una tarea épica). Las simulaciones recrean los diversos y diferentes escenarios que se desean conocer, aquí, el criterio del programador es de vital importancia para definir los límites de cada escenario de simulación y la evaluación de los resultados, por lo general gráficas lineales o en 2D ó 3D. Es una herramienta muy poderosa y gran utilidad los programas de programación, en especial, de alto nivel, reducen el tiempo de cálculo y brinda resultados de escenarios que trabajados de manera analítica (a mano) serían más que imposibles. Las únicas herramientas son un software de programación de alto nivel y una computadora. Esto es lo que puede hacer ya que en toda universidad hay computadoras. Sin embargo surge cosas curiosas, por ejemplo la falta de visión en no desarrollo de temas actuales. Por ejemplo, en mi país PERU, se están instalando mas de un ciento de MW de generación eólica y algo menos en generación solar, potencias importantes para nuestro sistema eléctrico nacional que es pequeño, y en este caso, NO hay una colaboración cercana entre Estado – Universidad – Empresa, no hay transferencia de tecnología ni alguna universidad se haya puesto a crear capacidades humanas y tecnológicas para atender tales instalaciones hoy y en el futuro. Hasta quienes como yo, que estoy haciendo algo de renovables, control y muchas simulaciones se nos hace difícil acceder a dichos mercados laborales y hasta resulta que no lo creo que hayan pasado varios meses y hasta ahora no logro que me contraten de nuevo para hacer docencia universitaria (alguna universidad o país se puede interesar en mis capacidades?). Puedo mencionar que quienes realizan simulaciones guardan o tienen muy en práctica, un estricta forma de razonamiento y orden de hacer las cosas, algo difícil de lograr en sistema educativo memorístico. Tal es mi apreciación, que ya desde la escuela y el colegio cursos de programación en programas de alto nivel deberían ya tener, la juventud y niñez captan mucho más rápido las herramientas tecnológicas. Como usuario de Matlab/Simulink y como Admin del Grupo de Matlab más grande de Facebook, ánimo a MathWorks Inc USA a desarrollar un paquete lo bastante básico, inspirador y que no afecte sus expectativas de negocios; para niños y jóvenes. En cuanto a la people universitaria sirve a todas las carreras y mejora mucho el entendimiento de cada tema. Seguiremos haciendo Modelamiento y simulaciones y aportando en este blog y los otros que tengo, y, espero que sirvan e inspiren.
Prestó para servirles.
ATTE:
Jorge Mírez.
Perú.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
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Luego de tener los datos de campo de velocidad de viento y luego de haber depurado todos los elementos no importantes, puedo hacer una distribución de frecuencias en función a la velocidad de viento. Sin embargo, es necesario definirlo como una función continua y no discreta basada en los datos. Por lo tanto la curva que se muestra es la función de distribución de la velocidad de viento de Rayleigh (del post anterior). Son ecuaciones sin embargo, hay que depurar los varios errores que puede haber durante la escritura del código de Matlab que lleva como resultado a esta gráfica. Lo hice en Matlab de MathWork Inc.
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NACA 4412… no fue sencillo realizarlo pero ahí está hecho en Matlab/Simulink. Hay libros que mencionan que al álabe hay que dividirlo en secciones (como cortes seccionales que hacer un equipo de tomografía computarizada), en eso consiste el modelo, muchos cortes seccionales. Esto porque después se tratará (a corto plazo) en modelar las deformaciones producto de la interacción del álabe con el aire que circula.
Sería intersante modelar la aerodinámica y crear perfiles aerodinámicos de simples a cada vez más complejos. Esto requiere de tiempo y dedicación y progresivamente se irá realizando.
Esto permitirá hacer las simulaciones para luego ser comparadas con las de un túnel de viento. También se puede utilizar para la cuestión de esfuerzos mecánicos y deformaciones (como ya se dijo) en 3D y 4D 🙂 …
Espero que os sirva y quedamos en comunicación, sigan visitando el blog y pasen la voz…
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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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