Prototipo de sistema de alimentación para equipos portátiles aprovechando la energía eólica

Este artículo presenta un modelo de generación y regulación de energía eléctrica para alimentar dispositivos con potencia igual o menor a 80 W. El sistema flexible de suministro de energía eléctrica es una alternativa para suplir necesidades de alimentación de equipos o dispositivos de baja potencia, por ejemplo, equipos móviles. Este sistema aislado de energía eléctrico está conformado por un controlador de carga de baterías, un banco de baterías, convertidor DC/AC, un rectificador de onda completa y un generador eléctrico de imanes permanentes de 10 W - 12 V. En este trabajo se documenta los criterios necesarios para la construcción del prototipo con simulación de las partes del generador con un software de elementos finitos. Además, se describe las pruebas de laboratorio a los diferentes componentes del prototipo

Dimensionamiento de la cadena de tracción de un vehículo eléctrico para distintos escenarios en entorno urbano

El objetivo del proyecto es el diseño de la cadena de tracción de un vehículo eléctrico, diseño que se ha llevado a cabo seleccionando en un banco de datos los distintos elementos que la componen: baterías, motor eléctrico y accionamientos mecánicos para la transmisión del movimiento. Se han optimizado varios modelos según el escenario de demanda correspondiente: vehículo de uso particular, vehículo tipo taxi o vehículo de transporte de mercancías. Las distintas configuraciones se han dimensionado y simulado con el programa Advisor. Mediante iteraciones en el diseño de los vehículos, modificando sucesivamente las baterías y motores, se han seleccionado aquellos que cumplen las exigencias de los ciclos de funcionamiento con un consumo energético mínimo. Pese al menor consumo energético del coche eléctrico frente al coche térmico, hay que tener en cuenta que la producción y transporte de electricidad es energéticamente menos eficiente que la extracción, refino y distribución de los combustibles fósiles. Evidentemente, lo que realmente cuenta es el consumo de la energía disponible en el medio que es destinada al transporte, en nuestro caso al transporte en entorno urbano. Para ello se hace necesario una comparación de la eficiencia y el consumo “del pozo a la rueda” para los vehículos estudiados eléctricos frente a los actuales térmicos. También se realiza una distinción entre consumo de energías renovables y limpias y el consumo de energías no renovables y contaminantes. Complementando lo anterior, se realiza un pequeño estudio del coste de mantenimiento de dichos vehículos frente a los actuales de combustión interna, basándonos en el precio del Kwh eléctrico y de los combustibles fósiles. Finalmente se comentará la limitación de los resultados obtenidos, las nuevas tendencias en movilidad eléctrica, las ventajas cualitativas del uso del coche eléctrico y las áreas de investigación prioritarias en este campo

A mechatronic method, to achieve savings in single-phase active energy, higher than that obtained with the “Fan Law”

Es un método mecatrónico, para lograr un ahorro en energía activa monofásica, superior a la obtenida con la “Ley de los Ventiladores” en las máquinas eléctricas aplicadas a ventilación. Los métodos cuantitativos de análisis se basaron en técnicas de electrotecnia, practicadas con el instrumental de laboratorio correspondiente sobre los materiales de trabajo (tres prototipos de máquinas eléctricas). Los resultados encontrados a partir de la experimentación en el banco de pruebas se plasmaron en tablas que recogen los datos de fórmulas, valores y unidades físicas. La discusión realiza un completo estudio comparativo; principalmente entre potencia (watts), consumo de energía activa (kwh) y velocidad de giro (RPM). El motor sincrónico tipo PMSM con el acople de un diseño de circuito mecatrónico RL realiza trabajo mecánico a su máxima velocidad de 3000 (RPM) con solo 6,3 (Watts), esto es solo el 25,2% de la potencia activa requerida por el motor asíncrono de inducción monofásico o motor de polos sombreados que necesitó 25 (Watts) para girar a 1690 (RPM). Esto se traduce como una potencia activa 75% inferior, con un 44% de superioridad en velocidad, lo que se resume en un ahorro del 75% de energía activa monofásica (kWh). También sucede lo mismo si se compara el motor universal AC con carbones y rotor bobinado, para mantener una velocidad a 3000 (RPM); dado que mismo consumirá 64,8 (Watts), es decir un 90,3% mas energía activa monofásica que la requerida para igualar la misma velocidad del motor sincrónico tipo PMSM. Todos con el mismo diámetro de los álabes del rodete y a iguales condiciones de temperatura y presión atmosférica del aire.It is a mechatronic method to achieve savings in single-phase active energy, greater than that obtained with the “Fan Law” in electrical machines applied to ventilation. The quantitative analysis methods were based on electrotechnical techniques, practiced with the corresponding laboratory instruments on the work materials (three prototypes of electrical machines). The results found from the experimentation on the test bench were expressed in tables that collect data on formulas, values and physical units. The discussion carries out a complete comparative study; mainly between power (watts), active energy consumption (kwh) and rotation speed (RPM). The PMSM type synchronous motor with the coupling of an RL mechatronic circuit design performs mechanical work at its maximum speed of 3000 (RPM) with only 6.3 (Watts), this is only 25.2% of the active power required by the single-phase asynchronous induction motor or shaded-pole motor that needed 25 (Watts) to rotate at 1690 (RPM). This translates into 75% lower active power, with a 44% superiority in speed, which translates into a 75% saving in single-phase active energy (kWh). The same thing also happens if we compare the universal AC motor with carbon and wound rotor, to maintain a speed at 3000 (RPM); given that it will consume 64.8 (Watts), that is, 90.3% more single-phase active energy than that required to match the same speed of the PMSM type synchronous motor. All with the same diameter of the impeller blades and with the same conditions of temperature and atmospheric air pressure.Facultad de Arte

Estudio técnico y económico, de la utilización de energía eólica y solar, para generar energía eléctrica en el caserío La Lima distrito Santo Tomas – Cutervo –Cajamarca

La investigación y desarrollo en tecnología de Aero generación de baja potencia (2 kW), y la implementación de Sistemas Fotovoltaicos es limitada en el país y en el mercado internacional, no obstante que se presenta como una solución energética estratégica para zonas rurales que disponen del recurso eólico y solar en lugares en donde no se tiene el acceso al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) y en donde no existe redes de Transmisión y Distribución Eléctrica de dicho sistema, entonces en dicha zona la única alternativa es la generación aislada, por ello la energía renovable es una buena opción y se plantea el uso de aerogeneradores de pequeña potencia para satisfacer la demanda de energía eléctrica doméstica y comunitarias en zonas rurales. El presente trabajo es una investigación aplicada cuya metodología parte de la evaluación de tecnologías independientes como son el uso de aerogeneradores y los paneles fotovoltaicos y la combinación adecuada de éstas dos tecnologías, para lo cual se ejecutaron labores de gabinete y de campo, que dan como resultado el diseño de un Aerogenerador de 2 kW con imanes permanentes de neodimio, el uso de 28 paneles Fotovoltaicos de 240Wp, acumuladores o baterías, Reguladores de carga e Inversor que conforman un Sistemas Híbrido Eólico-fotovoltaicos para suministrar energía eléctrica para los pobladores del caserío LA LIMA distrito Santo Tomás de Cuervo, cuya demanda energética es de 49,25 kWh/día, lo que permitirá mejorar la calidad de vida y mitigar los impactos ambientales por las emisiones contaminantes por el uso de carbón, velas, mecheros y grupos electrógenos. Esta alternativa propuesta tiende a ser la mejor alternativa que utiliza fuentes renovables de gran potencial en el lugar dado que ésta se encuentra en el caserío “La Lima” en una ubicación favorable don hay soy y viento en buena parte de todo el año, lo que se puede corroborar en el mapa eólico y solar donde contamos con una velocidad de viento de7.5 m/s (a 10 m de altura) y una irradiación de 5.75 KW/m2. Existe otra alternativa para el suministro de energía eléctrica la cual es la ampliación de redes de transmisión y/o distribución de energía eléctrica desde el norte del distrito de santo tomas hasta el caserío la Lima que se encuentra a una distancia de 17 km, haciendo inviable esta alternativa de solución por alto costo del proyecto, que supera los US$ 840 000 (solo la red primaria de MT). Para la realización de este estudio se ha calculado la demanda energética a partir de la demanda máxima de los consumidores, teniendo en cuenta la potencia instalada, así como los factores de demanda de simultaneidad y de utilización. Además, se distingue las cargas de uso residencial, que considera el consumo doméstico, y el de uso comunitario, en el que se incluye una Posta Médica, Local Comunal, Local de ronda campesina, una pequeña escuela y el alumbrado público. Es decir la energía utilizada en viviendas no solamente e

Diseño de un Sistema de Generación de Energía Eléctrica Hibrido Eólico-Solar para el Fundo Huasacache de la U.C.S.M.

El presente trabajo se desarrolla para la Universidad Católica de Santa María situada en Arequipa, del Fundo de Huasacache, en donde se ha realizado el estudio de la máxima demanda teniendo como referencia los equipos instalados y el Código Nacional de Electricidad. Actualmente el Fundo cuenta con suministro de energía eléctrica en baja tensión BT, pero como se encuentra alejada de la red eléctrica de SEAL, a más de 300 metros, por lo que la calidad de la energía no es buena, existe una gran caída de tensión y hay interrupciones frecuentemente. Al recopilar los datos de clima del lugar, como el viento y la irradiación solar, se determinó que la zona tiene un potencial eólico y solar, siendo esto corroborado por el Mapa eólico y solar del Perú. Por ello se propuso la instalación de tres aerogeneradores de eje horizontal BORNAY de 3 kW de potencia, y 32 paneles solares de 330Wp, para cubrir la demanda energética del Fundo Huasacache. Además, se realizó un análisis económico (hibrido – eléctrica) para determinar el sistema más beneficioso. Palabras claves: Sistema de generación de energía eléctrica hibrido eólico.Tesi

Propuesta de índice de rentabilidad para la evaluación de un pequeño medio de genereción distribuida

Tesis (Ingeniero Civil Industrial)Hoy en día las principales fuentes de generación eléctrica en Chile están basadas esencialmente en la generación termoeléctrica en base a petróleo, gas y carbón, seguido por las hidroeléctricas y mucho más atrás la ERNC, por lo cual hace cuestionarse realmente por qué no se usan tecnologías renovables no convencionales para la generación eléctrica en Chile, siendo que sin mayores estudios se puede inferir que Chile es un país con un potencial eléctrico con energías renovables. A su vez con el fin de potenciar las energías renovables no convencionales se creó una ley con el fin de que la matriz energética para el año 2020 llegue a un 20% de su generación en base a energías no renovables. El presente estudio desarrolla principalmente las incertidumbres que se han desarrollado durante los últimos años en base a las dudas de tener una matriz energética con energías renovables no convencionales, de tal forma de guiar y dar a conocer las factibilidades tanto técnicas y económicas para el desarrollo y potencialidad de las tecnologías renovables enfocadas principalmente en la Región del Bio Bio. El estudio se centra principalmente en cinco puntos en específicos, partiendo de la base de conocer el funcionamiento del mercado eléctrico chileno, basándose en el conocimiento de la ley, detectar fuentes de generación en nuestra región, identificar las variables de ingreso y costos asociados a los proyectos para finalmente con esta información, proponer un índice de rentabilidad para evaluación de un Pequeño Medio de Generación Distribuida

Diseño de investigación para la evaluación de la matriz de generación, red de distribución, y puntos de recarga para la implementación de electromovilidad en la ciudad de Guatemala.

Determina si en la ciudad de Guatemala existen algunas condiciones esenciales para la implementación de la electromovilidad, de acuerdo a las características de la matriz de generación de energía eléctrica del país derivado del aumento de demanda, y conocer si la red de distribución podrá soportar este aumento de demanda, así como ubicar los probables puntos de recarga rápida

Pasado, presente y futuro de vehículos eléctricos

La población mundial llegará a 9.000 millones de habitantes para el 2040 (actualmente es de 7.370 millones aproximadamente). Los consumidores de clase media aumentarán en 3.000 millones en los próximos 20 años lo que a su vez estimulará el uso de recursos en forma exponencial. En el 2012, el panel sobre Sostenibilidad Mundial de la Organización de Naciones Unidas (ONU) afirma que al mundo se le está acabando el tiempo para asegurarse de cubrir sus necesidades globales en cuanto agua, alimento y energía, pero hay un aspecto de gran relevancia que se omite en esta discusión y está relacionado directamente con la necesidad global de energía y con la búsqueda permanente de la movilidad. El aumento desmedido de vehículos enfrenta a la humanidad a una utilización de grandes cantidades de energéticos primarios, generalmente de origen fósil, lo que genera dos problemas fundamentales: necesidad de muchos recursos energéticos y graves problemas de salud producidos por la contaminación ambiental resultante de las emisiones de los vehículos. Hoy se cuenta con 2000 millones de vehículos, según proyecciones de la Ford, y en 2040 serán 4000 millones. El 75% de la población vivirá en ciudades y por lo menos se tendrán 50 ciudades con más de 10 millones de habitantes. Cuando hacemos referencia al transporte se involucran aspectos tales como: recolección de residuos sólidos, desplazamiento de personas a través de sistemas particulares o de transporte masivo, sistemas de emergencia (bomberos, ambulancias, etc.) transporte de alimentos, materias primas, mercancías, entre otras

Diseño e implementación de un banco de pruebas para un generador de corriente continua, aplicando cargas variables para la visualización de parámetros técnicos de funcionamiento a través de software labview, para el laboratorio de máquinas eléctricas en la Universidad Técnica de Cotopaxi Latacunga 2015 - 2016

The present investigation has as purpose to design and implement a test bank on a continuous current generator, applying variable loads for the technical parameters operation's visualization through the LabView software, for the Electric Machines Lab at Cotopaxi Technical University. As well as the use correct of the methods of mensuration of technical parameters that one can obtain. The scientific content is based on a solid theoretical foundation, about the function and operation of continues current’s the generators. It also contains technical of investigation that were used in this project, the same as it is described the instruments that will help for the compilation and tabulation of information for the investigation development. In the progress of the proposal it will detail the main parameters of the elements, instruments and teams which it was used for the elaboration of the Test Bank, as well as their analysis of the tests….La presente investigación tiene como propósito diseñar e implementar un banco de pruebas para un generador de corriente continua, aplicando cargas variables para la visualización de parámetros técnicos de funcionamiento a través de software LabView, para el laboratorio de Máquinas Eléctricas en la Universidad Técnica de Cotopaxi Latacunga. Así como la utilización correcta de los métodos de medición de parámetros técnicos que se puede obtener. Su contenido científico está estructurado en base a una sólida fundamentación teórica, sobre el funcionamiento y operación de los generadores de corriente continua. Además contiene técnicas de investigación que se emplearon en este proyecto; Al igual que se describe los instrumentos que ayudarán para la recolección y tabulación de información para el progreso de la investigación....

Dimensionado del sistema de accionamiento electromecánico de un vehículo eléctrico

[ES] El presente TFG consta de dos partes: La primera, es de índole documental, donde se expone la tipología y el funcionamiento de los vehículos híbridos y eléctricos. En consecuencia, se detallan los componentes del tren de potencia y las características de este tipo de vehículos. Entre estos cabe destacar el protagonismo del motor, la batería, el inversor y convertidor, el cargador integrado y el sistema reductor. La segunda parte tiene un carácter más técnico. Aquí se desarrollará el dimensionado del sistema de accionamiento electromecánico de un vehículo eléctrico. Para ello se seleccionará el motor homologado adecuado para corresponder a las prestaciones deseadas del vehículo y se realizará el análisis de par-potencia, de los parámetros del accionamiento y del punto estacionario escogido.[EN] This Project has two parts: The first is of a documentary nature, where the typology and operation of hybrid and electric vehicles are explained. Therefore, the components of the powertrain and the characteristics of this type of vehicles are detailed. These include the role of the motor, the battery, the inverter and converter, the integrated charger and the reduction system. The second part contains the technical aspects. Here, the dimensioning of the electromechanical drive system of an electric vehicle will be developed. In order to achieve this, the appropriate homologated motor will be selected to correspond to the desired performance of the vehicle and the torque-power analysis, the drive parameters analysis and the chosen stationary point will be carried out.Haro Javaloyes, F. (2020). Dimensionado del sistema de accionamiento electromecánico de un vehículo eléctrico. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/150009TFG