Archive for the ‘Thermal Energy Storage’ Category
Usualmente se dice que la temperatura al interior de la Tierra varía de manera constante y no es así. En principio debido a que los estratos terrestres son diferentes en cada lugar del planeta (la composición de las rocas y sustratos), incluso cambian con el tiempo con la interacción entre la lluvia, el viento, las mareas y con el progresivo movimiento de las placas. En la figura se observa una representación del cambio de temperatura a medida que se parte desde la superficie en un kilómetro. Los cambios de temperatura son importantes para determinar el material adecuado de las tuberías a fin de que puedan compensar las deformaciones, además, el cambio de temperatura da a saber las direcciones del flujo térmico y lugares en que también se esté generando calor. Esta curva refleja el estado estable de temperaturas al interior de la corteza, entonces como es estado estable, indica que si hay pérdida de energía en una dirección, hay ganancia en la otra dirección y por lo tanto la temperatura se muestra como tal; si esto se cumpliera se tendría una temperatura uniformemente variable en función de la profundidad, pero se observa que no lo es, entonces hay lugares en donde se pierde un poco más de energía y otros en los que se genera. Causas, motivos y variaciones en el tiempo son temas de estudio interesantes y dependen de la geología y la dinámica de la corteza en el lugar de estudio.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Cada vez hay más proyectos de plantas geotérmicas en el mundo. En este mismo momento hay varios estudios en realización de factibilidad, exploración e inicios de perforación en diferentes países. En la figura se muestra algunas plantas geotérmicas que Uds lo pueden buscar ya en el WWW para mayor detalle de sus instalaciones y también, si están interesados el marco legal, de operación, del tema medioambiental y demás temas relacionados a la operación de las centrales geotérmicas. Incapié en las plantas de geotérmica ubicadas en la costa oeste de Norteamérica bastante asociadas a la Falla de San Andrés. También se puede ver en el contienente asiático, en Japón y los países cercanos a las Filipinas en que también hay una fuerte disposición a usar parte de esta energía. Esto nos dice además que las partes calientes están lo bastante cercanas a la superficie de la corteza o son lo bastante intensas que permiten ser explorados y explotados de manera rentable.
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Desde la crisis del petróleo de los 70’s, las plantas geotérmicas se han ido implementando principalmente en los países desarrollados. En esta parte del continente quizás México sea el que lleva la delantera en instalaciones geotérmicas. En Sudamérica aún se están haciendo esfuerzos para poder implementarlas. En otras latitudes el impulso ha sido fuerte y hay al menos más de una decena de GW instalados y en producción. Obviamente estas tecnologías requieren de personal especializado y el efecto en el medio ambiente se puede remediar, dado que sólo hay un efecto durante el proceso de perforación, pero ya luego de ubicado los ductos y las instalaciones, se puede volver a restablecer el entorno de la central geotérmica por medio de un programa medioambiental de recuperación. Lo bueno es que utilizan poco espacio, dado que los ductos van hacia el interior del planeta y no son como las hidro, centrales térmicas que queman combustibles y van gases de combustión al medio ambiente. La geotérmica se debe aprovechar al máximo para la cada vez creciente demanda eléctrica y que nutra hacia las otras tecnologías renovables para reducir en lo posible el consumo de combustibles fósiles.
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En la figura mostrada se observa los diferentes beneficios que se pueden obtener a partir de la energía geotérmica. Hay que cuidar que lo mejor y para no dañar el medio ambiente sea un uso a través de un ciclo binario sea para la producción de energía eléctrica o para calefacción o agua caliente. En el ciclo binario, el agua que se extrae del interior del planeta regresa al interior y su calor contenido se transfiere mediante un intercambiador de calor a otro fluido conformado por agua que se lleva para procesos, calentamiento o se transforma en vapor de agua para ser turbinado. Se puede utilizar en la industria (fabricación de productos). agricultura y ganadería, en piscinas y confort en casas, así como en la producción de energía eléctrica. Los beneficios son amplios, pero depende del lugar donde se instala la central geotérmica y del entorno poblacional y productivo que hay en cercanias.
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En la figura del presente post se observa el nombre de las placas que hay en el planeta y su dirección de desplazamiento. Los puntos rojos son los lugares del planeta con mayor entalpía (esto quiere decir que las fuentes geotérmicas tienen el mayor valor de energía térmica contenida medible y potencialmente utilizable). En Sudamérica tenemos entre Perú y Chile y en el Ecuador, zonas de interés. La dirección de las placas pueden indicarnos las principales interacción entre ellas. Las placas actuales cumplen el patrón de movimiento desde la época del continente único Pangea hace millones de años, progresivamente avanzan en sus direcciones unos centímetros al año, es decir, constantemente hay desplazamientos entre placas y los sismógrafos siempre tendrán lecturas de ondas sísmicas (y acá no viene al caso de las tontas noticias periodísticas que «uy hubo sismo… la naturaleza se manifiesta»… obviamente da a saber su total desinformación e ignorancia…
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En la figura de este post se pueden apreciar los diferentes tipos de fronteras entre placas tectónicas que existen en nuestro planeta. Las fronteras convergentes ambas placas se acercan y la tendencia del terreno es ir hacia abajo (por lo general una de las dos placas), esto crea esfuerzos de compresión y cuyos eventuales deslizamientos debido a la superación del coeficiente de fricción entre placas genera sismos. Las fronteras de transformación se debe a que las placas se separan lateralmente predominando los esfuerzos de corte (prácticamente las placas tienen una fricción lateral, no afectada por el peso de las placas como se pudo apreciar en el anterior tipo de frontera) los cuales al ser superado el coeficiente de fricción genera sismos, esta fricción se basa más que todo en el área de contacto entre placas. En las fronteras divergentes ambas placas se separan y por lo tanto ese espacio es rellenado por material que asciende del interior del planeta que tienen un comportamiento plástico, este tipo de falla supongo que no debe generar ahí sismo apreciable, excepto que la separación de ellos se haga de golpe, esto debido a que la magma debajo de la placa sea tan fluido que la placa se deslice teniendo al otro lado de la placa libertad de dicho movimiento. Ambas fronteras convergentes y divergentes se pueden dar tanto en el fondo oceánico como en el continente.
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En la gráfica se puede observar como es la tendencia de temperatura al interior del planeta Tierra. En lo que es la corteza progresivamente se va incrementando (en otro post se da más detalle de esto). En la frontera entre la corteza y el manto hay un súbito incremento de la temperatura, obviamente debido a que hay la interacción entre materiales de dos fases: una sólida (corteza) y una que es un fluido bastante caliente (manto). A partir de ahí y a medida que se va interiorizando, la temperatura se va incrementando. Sin embargo, hay zonas de la corteza de la Tierra que son delgadas y por lo tanto, los fluidos calientes del interior del planeta pueden llegar hasta la superficie (la forma más notable son los volcanes).
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El Perú tiene abundantes recursos geotérmicos. En el estudio del “Plan Maestro para el Desarrollo de la Energía Geotérmica en el Perú”, el potencial total geotérmico del Perú fue estimado en 2,860 MWe repartidos en Campos Geotérmicos. Las regiones con mayor abundancia de recursos geotérmicos están mayormente localizadas en la parte Sur del Perú.
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The figure shows the DMSC controller building blocks that assess operating conditions and find the control settings for devices connected to the network. The key functions of the DMSC are state estimation, bad data detection and the calculation of optimal control settings. The DMSC receives a limited number of real-time measurements at set intervals from the network nodes. The measurements are normally voltage, load injections and power flow measurements from the primary substation and other secondary substations. These measurements are used to calculate the network operating conditions. In addition to these real-time measurements, the DMSC uses load models to forecast load injections at each node on the network for a given period that coincides with the real-time measurements. The network topology and impedances are also supplied to the DMSC.
The state estimator uses this data to assess the network conditions in terms of node voltage magnitudes, line power flows and network injections. Bad measurements coming to the system will be filtered using bad data detection and identification methods.
Source:
SMART GRID
TECHNOLOGY AND APPLICATIONS
Janaka Ekanayake
Cardiff University, UK
Kithsiri Liyanage
University of Peradeniya, Sri Lanka
Jianzhong Wu
Cardiff University, UK
Akihiko Yokoyama
University of Tokyo, Japan
Nick Jenkins
Cardiff University, UK
A John Wiley & Sons, Ltd., Publication
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En este post muestro el ejemplo que han usado para analizar la performance de un sistema eléctrico que cuenta con un Distribuited Energy Storage (almacenamiento de energía distribuida… o su equivalente en español). Muchos de estos escenarios no han sido construidos porque toda vez, éstos se están recién investigando en el mundo, y lo que se ha podido construir son casos puntuales en que casi a medida del laboratorio, universidad o institución de investigación se han implementado. Observen la cantidad de potencia que está involucrada y a eso apunta el mercado eléctrico, a una implementación masiva de estas soluciones en los mercados nacionales. Cargas eléctricas, barras y elementos de acondicionamiento de energía eléctrica desarrollados con electrónica de potencia son esenciales en estas implementaciones, que me encargo de estudiar y por medio de este blog compartir con la comunidad de habla española y a quienes usan el traductor del blog (en inglés). Si desean hacer sus políticas nacionales o estudios de impacto de las renovables o investigaciones relacionadas mi correo jorgemirez2002@gmail.com
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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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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
http://www.geocities.ws/jorgemirez
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Se ha hecho un estudio de tal manera que se vean si podemos hasta el 2030 dejar de emitir un 50% de las emisiones que se realizaban hacia el 2002. Implica esto de decisiones importantes tanto en lo político como en la industria, así como en los mercados principalmente de aquellos con grandes consumos de energía (países desarrollados y en desarrollo…. [Perú no cuenta a las justas ni llegamos a 10 GW de capacidad instalada, por lo tanto, no somos un país en vías de desarrollo]) … Hay un fuerte impulso en lo que son las renovables, pero la cantidad de MW involucrados es de considerar. Recientemente leí una noticia que Dinamarca había logrado el 40% de consumo a partir de renovables (en Perú se dice que las renovables no pueden implementar debido a que causa inestabilidad en el sistema, obvio con un sistema eléctrico nada robusto eso es posible… por lo tanto, debe haber políticas para incrementar el consumo de energía eléctrica y propiciar las plantas de energía renovable de muchos MW). Por lo tanto, se es necesario estar al tanto de la tecnología y aportar en lo posible para que esto prospere, lo mismo en construcciones más eficientes y tecnologías (nuevas o existentes) que se pueden usar en la industria. De hecho, para lograr esta curva, los investigadores (bastante técnicos y no burocráticos) han tenido un sano criterio y juicio de comprender la actualidad energética y sus variables para hacer estas simulaciones.
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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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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
E-mail: jmirez@uni.edu.pe
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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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