Archive for the ‘Solar’ Category
El Sol constantemente irradia 3.83×10^26 W. De esta gran cantidad de potencia, la Tierra recibe 1.74×10^17 W en la atmósfera alta. La atmosfera refleja alrededor del 6 % al espacio y absorbe el 16 %. Debido a las condiciones atmosféricas, tales como nubosidad, polvo y contaminantes, la energía radiada por el Sol que alcanza la Tierra, se reduce en un 20 % por reflexión, mientras se absorbe un 3 %. Aparte de reducir la cantidad de energía que alcanza la superficie de la Tierra, dichas condiciones climáticas difuminan alrededor del 20 % de la luz recibida.
Todo este proceso disminuye la potencia que alcanza la superficie casi a la mitad, dejando el monto en unos 8.9×10^16 W. Cuando la irradiacióon alcanza la superficie de la Tierra, aproximadamente la mitad de la energía está en el espectro visible, mientras la mayor parte de la mitad restante se encuentra en el espectro infrarrojo (solo una pequeña porción es radiación ultravioleta).
A la irradiación solar no reflejada o diseminada se le llama irradiación directa, mientras que a la irradiación reflejada o diseminada se le llama irradiación difundida. Para referirse a la irradiación total (irradiación difundida más directa) se usa el término radiación global.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Este sistema suministra energía complementaria en el mismo lugar de consumo de energía. Es lo usual que se puede ver en muchas aplicaciones, en el que el inversor hace seguimiento de la onda senoidal que ingresa desde la red eléctrica externa a través del transformador. Los requerimientos de calidad de energía son locales e idealmente no habría alguna desconexión de la red externa
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La figura muestra una comparación entre diferentes tecnologías de celdas fotovoltaicas, algunas cosas que se determinan son:
- La eficiencia de la celda en condiciones estándar.
- La eficiencia del módulo (conjunto de celdas – array o arreglo).
- Área necesitada por kWp (por módulo) (metros cuadrados).
- Energía anual generada por kWp en UK (orientación hacia el sur, 30° de inclinación) (kWh/kWp)
- Energía anual generada por metro cuadrado (orientación hacia el sur, 30! de inclinación) (kWh/m^2)
- Ahorro anual de emisiones de CO2 por kWp (kg/kWp).
- Ahorro anual de emisiones por m^2 (kg/m^2)
De hecho que la tecnología va en creciente mejora de estas tecnologías así que quizás más adelante en otro post se coloque datos más actualizados, sin embargo, esto no pierde valor dado que puede servir para comparar instalaciones existentes con las nuevas a futuro.
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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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«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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Este es un post importanet en que se muestra en el enlace entre los diferentes formas de transporte y conversión de energía en el futuro sistema de energía sostenible. El sol es la fuente de energía primaria. La electricidad y varias formas de formas de celdas de combustible sintéticamente preparados son predominantes como portadores de energía y una variedad de tecnologías de conversión van a ser requeridas. Se muestra aparte de la energía primaria… las formas de tecnologías relacionadas a la conversion, almacenamiento y transmisión; así como también al uso final de la energía. Toda este flujo nos permite visualizar la tendencia tecnológica, lo que para fines de investigación orienta que temas son más prioritarios que otros.
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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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Atrás han quedado los cálculos en que se fijan valores conocidos o recolectados como datos estadísticos. Ahora se realiza también los análisis con datos estocásticos, debido a la forma en que algunas fuentes de energía renovable funcionan debido a la variable medioambiental de la irradiación solar o de la velocidad del viento. Para ejemplo de esto, Laboratorios Sandia tiene una configuración de experimentación como se muestra en la figura. Es un gran avance y trabajo de investigación, dado que en la parte experimental se refleja todos aquellos efectos que un modelo matemático no puede contemplar, pero eso no significa, que lo experimental sea lo único que vale (como suele pensarse en Perú), sino que, junto con un adecuado modelamiento matemático, los datos experimentales sirven de mucho para que con un adecuado análisis permitan conocer aquellas causas que permiten esa variación entre lo ideal y el resultado experimental. Tratar con variables estocásticas, sirve de mucho en el comportamiento de las redes eléctricas del futuro (smart grid, microgrid, generación distribuida).
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Para un día típico solar a veces idelizamos una curva perfecta durante el día con cielo despejado. Sin embargo, los días no son perfectos, pueden haber nubles o humedad en la atmósfera que hacen que no llegue toda la energía solar hasta las celdas fotovoltaicas. Una data de una planta solar durante un mes se presenta en la figura. La captura de dicha data es importante para analizar el desempeño del sistema. En todo caso, se puede simular situación similar con números aleatorios en función a la experiencia del programador. Os dejo con esta gráfica. Presto a sus correos, me pueden escribir a jorgemirez2002@gmail.com
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La figura muestra la radiación solar y lo que absorbe la clorofila según su longitud de onda, como se puede ver, la curva A que es lo que se capta fuera de la atmósfera tiene una forma caracterizado por los procesos nucleares internos al Sol. La curva B se genera por la absorción de ciertas longitudes de onda por los componentes que tiene la atmósfera, entre ellas el ozono. La curva C es el espectro de absorción de la clorofila, las longitudes de onda son determinantes para la generación de O2 durante el día y la liberación de CO2 durante la noche por parte de las plantas. Vaya forma de la curva de absorción de la clorofila, seguro que los naturalistas y/o químicos pueden dar explicaciones de cómo es que se creó la clorofila, su impacto en el medio ambiente y si existe investigaciones para mejorar su performance.
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Se había tratado en un post anterior algo semejante para elementos que hacen almacenamiento de energía y creo, que lo había en varios posts. La presente es la gráfica de los principales fuentes de generación de energía eléctrica que están considerados dentro del grupo de las energías renovables. Es una apreciación bien práctica para saber la capacidad de generación por unidad de peso tanto de energía como de potencia. Hay una relación en que hay tecnologías que tienen alta potencia específica pero baja energía específica y viceversa (equipos con alta energía específica y baja potencia específica) a excepción de los elementos de combustión interna que tiene un comportamiento parejo en ambas variables. Hago recordar que las máquinas de combustión interna, se utilizan como respaldo al sistema microgrid en momentos de falta de abastecimiento sea durante condiciones normales o en caso de corte de suministro.
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La gráfica muestra un comportamiento durante un día. Al iniciar el día se puede apreciar que la forma de la onda de irradiación y de potencia son semejantes, algo como que todos los paneles solares están abocados a maximizar su producción de energía eléctrica. Cuando se llega a cierto nivel de irradiación, consigo va que la planta solar llega al tope de su capacidad, entonces y por lo tanto, cambio en las conexiones de la planta solar para mantener la producción de electricidad en la cantidad y calidad deseada se hace necesario. Sin embargo, debido a la potencia que se maneja, los cambios repentinos de conexiones consigo llevan a transitorios de funcionamiento que se reflejan en distorsiones de la onda. Hay que recordar que la curva v-i de una celda solar permite una rápida caída de la producción de energía desde su punto de máxima potencia y que si no se controla adecuadamente, variaciones súbitas se pueden reflejar en la red. Numerosas formas de control y automatización se han implementando y se siguen investigando para maximizar la producción de electricidad y además, para pronosticar también, con ello se puede programar el despacho de energía en función a la demanda. Espero os sirva.
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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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Se ha venido realizando varios proyectos de generación con fuentes de energía renovables. La figura muestra los proyectos que han sido implementados o están en construcción o han sido adjudicados hacia el año 2013. Han habido varias dificultades, la primera se refiere a la poca visión del gobierno peruano de no haber considerado precios asequibles y tentadores para que los inversionistas privados tengan el interés por participar. El otro punto viene a ser las trabas administrativas, la excesiva documentación solicitada en tales subastas hechas por el Estado Peruano y un panorama no tan claro de perspectiva de energías renovables. Un estudio de máxima inyección de energía eólica al Sistema Nacional de Electricidad provee una cierta cantidad muy baja en porcentaje a la máxima demanda de todo el sistema, en comparación a las perspectivas tecnológicas de que en países como Dinamarca, se tiene como meta que toda la energía sea provista a partir de fuentes de energía renovables. Cuál es la traba? Pues los contratos de mediano y largo plazo con empresas generadoras a base de combustibles fósibles (petróleo, gas) con lo que el suministro de se ve ya sujeto a la quema de hidrocarburos, en un país que es el tercero entre lo más afectados por el cambio climático global. Salvo mejor opinión.
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La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) es una organización de cooperación internacional, compuesta por 34 estados, cuyo objetivo es coordinar sus políticas económicas y sociales. Fue fundada en 1960 y su sede central se encuentra en el Château de la Muette, en París (Francia). En la OCDE, los representantes de los países miembros se reúnen para intercambiar información y armonizar políticas con el objetivo de maximizar su crecimiento económico y colaborar a su desarrollo y al de los países no miembros. Conocida como «club de los países ricos», la OCDE agrupa a países que proporcionaban al mundo el 70 % del mercado mundial y representaban el 80 % del PNB mundial en 2007. Los principales objetivos de la organización son: Contribuir a una sana expansión económica en los países miembros, así como no miembros, en vías de desarrollo económico; favorecer la expansión del comercio mundial sobre una base multilateral y no discriminatoria conforme a las obligaciones internacionales, y; realizar la mayor expansión posible de la economía y el empleo y un progreso en el nivel de vida dentro de los países miembros, manteniendo la estabilidad financiera y contribuyendo así al desarrollo de la economía mundial.
Entonces en su compromiso con el medio ambiente, los países de la OCDE han asumido compromisos, pero no los que no pertenecen a la OCDE. La figura muestra una proyección a futuro en referencia a las emisiones de CO2, así que no sean envidioso e increpes contra algún país, porque la gráfica muestra el compromiso asumido por cada quien.
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convencion_mars_society_2014_USA (image in pdf)
CV Jorge Mírez: CV_Jorge_Mirez_Super_Short_2014
memory help about i in Mars Desert Research Station (April/May 2013) ayuda_memoria_MDRS_2014
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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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