Archive for the ‘Panel Solar’ Category
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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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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- DERs grid-forming: Estas unidades son la columna vertebral de las microgrids. Siendo responsable de mantener estable las condiciones del sistema de potencia, estas unidades constantemente hacen control de frecuencia y voltaje tener a tono los sistemas de generación y la demanda. Estas unidades pueden ser convencionales generadores síncronos o Inversores de Fuente de Voltaje (VSI) con almacenamiento de baterías.
- DERs grid-supporting: Unidades controlables (despachables) los cuales son dependientes del voltaje y frecuencia del bus. Estas unidades pueden ser de almacenamiento (volantes de inercia, baterías, almacenamiento térmico) o generadores cuyos principal recursos son despachables (celdas de combustible, micro turbinas, etc).
- DERs grid-following: Generadores no controlables. Estas unidades son frecuentemente diseñados para maximizar su salida por medio de Seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT). Ellos no realizan control de frecuencia y voltaje en su PCC, en su lugar, ellos “siguen” la señal de voltaje y frecuencia y actúan como una fuente de corriente. La principal guía para esta estrategia de control es la incertidumbre de la fuente de energía primaria de estas tecnologías. Algunos ejemplos son las celdas fotovoltaicas y las pequeñas turbinas eólicas.
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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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En la figura se muestra un estimado del impacto de las bandas prohibidas sobre la eficiencia máxima teórica de los materiales fotovoltaicos tanto para AM0 y AM1. La figura incluye bandas prohibidas y efieiencias máximas para cualquiera de los más prometedores materiales fotovoltaicos que se vienen desarrollando hoy. El motivo de la depleción hacia los lados es causado por (a) fotones con insuficiente energía para colocar electrones dentro de la banda de conducción y (b) fotones con energía en exceso de lo necesario, entre otros factores como: recombinación de huecos y electrones antes que ellos puedan contribuir al flujo de corriente, resistencia interna de la celda la cual disipa potencia, fotones que no son absorbidos.
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Conocemos que la banda prohibida del silicio es 1.12 eV lo cual corresponde a la longitud de onda de 1.11 micrómetros, esto hace que cualquier energia en el espectro solar con longitudes de onda más largas que 1.11 micrómetros no pueda enviar un electrón a la banda de conducción. Y, cualquier fotón con longitud de onda menor a 1.11 micrómetros desechará su energía extra. Según la curva AM 1.5, 20.2 % de la energía en el espectro se pierde debido a que los fotones tienen menos energía que la banda prohibida (hv < Eg), y otro 30.2 % se pierde debido a que los fotones tienen hv > Eg. El remanente 49.6 % representa la máxima posible fracción de la energía del sol que puede ser colectada por una celda solar de silicio. Es decir, estas restricciones impuestas por la banda prohibida del silicio limitan la eficiencia del silicio a un poco menos del 50%… he ahí la labor de lograr esa eficiencia ideal.
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Los costos de amortización de la generación fotovoltaica cayó dramáticamente en los 90’s. Los costos cada vez más asequibles de los paneles fotovoltaicos hacen que estos sean ya factibles de disponer en hogares, talleres, colegios, etc… pero hay que sostener un gestión para que sea parte de las normativa de cada país el que cada ahora cliente del servicio público de electricidad pueda ser un generador de energía eléctrica para su propio consumo y si logra producir más pueda entonces vender a la red eléctrica externa. Este período que se observa en la figura implica muchos cambios tecnológicos en la producción de los paneles solares, he hicieron muchas mejoras y es bueno que los grupos de investigación se enteren para que puedan estar al tanto de las numerosas técnicas que se desarrollaron en aquella época. En cuanto a la normativa, me apunto…
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Ya por los años 80’s se tenía en laboratorio celdas fotovoltaicas con elevadas eficiencias, lo cual hacia ya posible cualquier aplicación terrestre tales como calculadoras de bolsillo, señales y llamadas de emergencia, bombeo de agua rural y pequeños sistemas de casas. Todo este desarrollo emerge de la crisis de energía de los 70’s. Se puede observar que según la tecnología hay progresos importantes como los multiunión y continuos como en general en las otras tecnologías. Las universidades son llamadas a estar al tanto de la tecnología y si es posible desarrollarla o modelarla y simularla para que a fin de cuentas se comprenda mejor lo que se hace en la práctica y se haga sinergía entre la teoría, fabricación y aplicaciones.
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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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