Fault effect analysis based on elements loadability to evaluate reliability in power systems

This paper presents a fault effect analysis (FEA) based on element loadability as a complement tool to evaluate reliability and identify vulnerable points in power systems. The steps of the method are the calculation of overloaded elements after contingencies, determination of the FEA based on element loadability, selection of critical overloaded elements, and evaluation of system reliability by considering the energy not supplied (ENS). A simplified transmission and distribution (T and D) power system with 30 nodes was used as study case for the method. The results show that the loadability percentage of transformers and power lines are calculated successfully for the N-1 contingency analysis performed in the network and the method selects the elements with higher loadability values, evaluating the impact that each critical contingency generates on the power system reliability. The method can be used to prioritize remedial actions for critical elements on power systems

Trends and features of virtual reality: a literature review between 2017 and 2018

Virtual Reality has greatly evolved since the 1960´s to the present. It has been implemented in multiple research and knowledge areas, the most recognized being the entertainment industry. In order to establish the state of Virtual Reality and get an idea of its prospects, 537 scientific documents have been reviewed, applying search criteria, more specifically, Virtual Reality applied to education. A bibliometric analysis was realized based on summarizing each document, as well as its keywords and trends, then proceeding to categorize each one, according to the field of application. It was found that Virtual Reality is having relevance in medicine and training area, due to the ability to simulate difficult situations and above all, specific conditions raised by instructors. The future of Virtual Reality as a tool to train professionals in multiples areas is promising.La realidad virtual ha tenido una gran evolución desde la década de 1960 hasta el día de hoy. Se ha implementado en múltiples áreas, tanto de la investigación como del conocimiento, siendo más reconocida en la industria del entretenimiento. Con el propósito de establecer el estado de la realidad virtual y obtener una idea de su futuro, 537 documentos científicos han sido revisados aplicando criterios de búsqueda específicos, como realidad virtual aplicada a la educación. Un análisis bibliométrico fue realizado, teniendo como base un resumen y descripción de cada artículo, así como sus palabras claves y tendencias, procediendo a categorizar cada documento de acuerdo con su campo de aplicación. Se encontró que la realidad virtual tiene una gran relevancia en la medicina, industria militar y en el entrenamiento de personas, debido a su capacidad de simular situaciones difíciles y, sobre todo, condiciones específicas requeridas por instructores. El futuro de la realidad virtual como herramienta de entrenamiento para los profesionales de múltiples áreas es promisori

Thermal behaviour of natural ester based oil used in distribution transformers

This work compares the thermal behavior of a distribution transformer when using as dielectric liquid a mineral oil or natural esters. These cases have been analyzed using Finite Elements Method (FEM) at the software COMSOL Multiphysics® with a 3D-symmetrical model through the Heat Transfer in Solid module. The results of simulations show a higher values of maximum temperature in mineral oil submerged transformer than in natural ester, for the same operational conditions

Natural ester fluids applications in transformers as a sustainable dielectric and coolant

New requirements for a better sustainable energy policy around the world is easy to observe, many projects in sustainable energy are developed wherein the academia works together the authorities and commercial firms such as electrical grid utilities. In distribution transformers one of the suggested solutions is to replace mineral oils used as dielectric and coolant for natural ester fluids, they provide improved technical properties making them a safe substitute of mineral oil. Natural esters are based on clean technology in order to guarantee requirements from utilities. The main goal of the present paper is to present a technical-economic analysis obtained from five years of applications of oil-immersed transformers using natural ester fluids in Colombia. The methodology considers forty-four oil-immersed distribution Transformers, a half use mineral oil and the other side use natural ester, operating under the same load regime. Results evidenced the feasibility of implementing this technology because the costs are very similar and the reduction of risks and environmental impact is considerable. © 2019 Author(s)

Potential Energy savings in compressed air systems in industrialized cities. A case study in Barranquilla and Cartagena

The increase of energy consumption, global warming, resource depletion and the rise of policies focused on climate change and greenhouse gas emissions reductions, have promoted to countries and industries the implementation of strategies focused on increase energy efficiency and reduce GHG emissions. Compressed Air Systems (CASs) are one of the most widespread systems used in industry. In countries such as China, USA, Australia, France and Italy, CASs accounts around 10% of the overall electricity costs. In Colombia the energy used in the industrial sector, rise the 33 % of the total energy consumption, equal to 481.429 TJ/year; the electricity consumption is a 13 % of this value, equivalent to 13,3 TWh/year. This paper determine the potentials energy saving of CASs for two industrial cities of the Colombian Caribbean Coast region, showing that there is a high energy saving potential, around 50 GWh/year and a reduction of CO2 emissions of 10,702 tons of CO2/year, which can be taken in consideration by the government and organizations to develop projects focused on reduce energy consumption and mitigate CO2 emissions

Estado del arte del proyecto

Los intercambiadores de calor aplicados en dispositivos termoeléctricos en comparación a otros sistemas de recuperación de calor residual, tales como turbo-máquinas y sistemas cuyo funcionamiento se basa en ciclos termodinámicos, poseen la ventaja de no tener piezas móviles, cuentan con un tamaño compacto y un rendimiento energético alto [6][7]. Estas ventajas han conllevado que grupos de investigación en todo el mundo busquen aumentar la eficiencia de conversión de energía, enfocando sus esfuerzos en materiales y diseños utilizados para los intercambiadores de calor en los dispositivos termoeléctricos aplicados a motores de combustión interna [7], pero el estudio de la aplicación en motores Diésel es bastante bajo, lo cual supone un alto potencial investigativo y de aportes en esta rama del saber. Aun cuando las investigaciones han demostrado la viabilidad del uso de intercambiadores de calor para la recuperación energética del calor de los gases de escape, y se han desarrollado diferentes tipos de implementaciones como el uso de aletas rectangulares y otros tipos de intercambiadores como los de tipo EGR (Recirculación de gases de escape, por sus siglas en Ingles), no se ha logrado una conversión significativa directa de energía residual (en este caso calor residual de los gases de escape) a energía eléctrica, dada la baja eficiencia térmica de los intercambiadores de calor existentes que no exceden el 2,8 % en aplicaciones con termoeléctricos [14]. Debido a esto, surge la necesidad de desarrollar un intercambiador de calor optimizado sea de nueva o mejorada geometría, que permita aumentar la eficiencia en la recuperación directa de calor a energía eléctrica, superando el 2,8 % existente mediante el dispositivo termoeléctrico, para esto es necesario lograr un diseño optimizado del intercambiador que alcance una temperatura superficial lo más alta posible en la superficie del dispositivo termoeléctrico en contacto con el mismo, respecto a los equipos existentes intercambiadores de calor cuando el motor Diésel opera en las mismas condiciones de potencia mecánica de salida. El aumento en la eficiencia energética del motor Diésel al entregar su potencia mecánica nominal y adicionalmente obtener energía eléctrica mediante el diseño del intercambiador optimizado, permite aumentar la utilidad de una misma cantidad de combustible, con lo cual se logra un menor costo operativo y menor cantidad de emisiones contaminantes, debido al menor uso de combustible para suministrar la misma potencia (suma de la potencia del motor y el dispositivo termoeléctrico). Teniendo en cuenta los millones de motores Diésel existentes, la mejora alcanzada beneficia al medio ambiente en relación a la reducción de emisiones contaminantes derivadas de la quema de combustible fósiles

Potential energy savings and co2 emissions reduction in colombia compressed air systems

Compressed air (CA) is one of the most common systems used in industry. In countries such as Australia, Italia, France, China and USA, energy consumption of CA systems (CASs) contributes about to 10% of the total electricity consumption in industry. In Colombia, this value reaches 8%, highlighting the textile industry, with a 24% of consumption. Despite of all its advantages, CA is expensive, between 10 and 30% of consumed energy reaches the end-use point. Improvements to CASs can achieve between 20 and 60% of energy savings, with pay-back periods lower than two years. These are the reasons that they can be considered as one of the main targetsystems while planning energy efficiency actions in industry. Colombia through different strategies has proposed to implement a group of measures to improve energy efficiency and reduce electricity consumption to 2021 around 7%. Implementation of good practices in CASs is one of them. This paper is showed the share cost, electricity consumption and the savings potential of the CASs in the different divisions of the Colombian manufacturing sector, the main sectors to be involved as well as the potential savings and reduction of dioxide carbon emissions

Characterization of the current electric energy needs in subsidized residential users

In this paper it is considered the characterization and behaviour of the residential energy demand of users located in socioeconomic sectors of the Department of Atlántico, also, the participation of communities to declare the typical energy consumption at the residential level. The results are based on direct measurement sources which allows the development of energy efficiency projects, renewable energies that respond to the needs of the communities and seek to encourage the proliferation of renewable energy projects by adequately sizing the installed capacities of the resources, with the possibility of establishing grid connection as well as systems for energy management in residential users

Business model for the optimization of energy consumption by VAC equipment in service sector buildings

Electricity consumption has been growing in recent decades, and it is estimated that air conditioning accounts for 30% of a building’s total electricity consumption. However, in hot climates this percentage may be even higher, which has led to the development of energy management techniques aimed at reducing the high electric bills paid by end users. This article proposes a business model for the commercialization of intelligent solutions for the optimization of electricity consumption by air conditioning equipment (VAC) in service sector buildings. The study used the Canvas methodology to validate the proposed model, in combination with other techniques such as SCAMPER, interviews, and discussion groups, among others, to validate the proposed business model aimed at the introduction of new techniques for the commercialization of air conditioning. Service-sector buildings exposed to the climate conditions of the Colombian Caribbean region were used as case study. The results summarize the characteristics of the business model, including the respective validations of the nine “Canvas” modules, which enabled reviewing two possible scenarios offering different alternatives for implementation of this initiative

Estado del arte del proyecto

Colombia enfrenta varios desafíos para asegurar un suministro de energía confiable, asequible y amigable con el medio ambiente. Persistentemente bajas tasas de reserva de producción en petróleo y gas, junto con el avance del cambio climático, están poniendo en riesgo el sistema energético del país fuertemente dependiente de la energía hidroeléctrica, la electricidad de Colombia, se volverá más vulnerable con patrones climáticos extremos como El Niño. Este trabajo tiene por objeto el desarrollo de un modelo de negocio que incentive la realización de proyectos con integración de generación distribuida e implementación de infraestructura avanzada AMI, buscando obtener resultados significativos en lo que respecta a la calidad del servicio, aplanamiento de la curva de demanda, estabilidad de la red, identificación y reducción de pérdidas de cara al operador de red como actor activo de la negociación, una mejor percepción en la calidad del servicio a precios más exequibles por parte del usuario final y la recuperación de la inversión con la respectiva utilidad por parte del inversionista. Así mismo se busca realizar un análisis del potencial de la generación solar fotovoltaica a nivel doméstico y demostrar cómo el país puede beneficiarse de la tendencia mundial del uso creciente de tecnologías de energía renovable y su mejora en el rendimiento, la eficiencia y la competitividad de costos, así mismo se evalúa el impacto de la integración de los infraestructura de medida avanzada respecto a los resultados esperados por los entidades que las promocionan así como los actores que interventen en el modelo comercial planteado. Para lógralo se busca plantear una alianza estratégica entre el operador de red ENERGUAVIARE S.A. E.S.P. quien presta sus servicios de distribución y comercialización de energía en la Amazonia Colombiana y un inversionista privado, de tal modo, que el operador de red no requiera inversión en CAPEX, la cual será realizada por un actor privado quien además de ayudar a dar cumplimiento a las legislaciones y resoluciones existentes, facilitara el mejoramiento de los procesos propios del ejercicio comercial de la energía a cambio de pagos mensuales por cada usuarios intervenido, que permitirá al inversionista recuperar su inversión y obtener la utilidad pertinente, por ultimo y no menos importante de cara al usuario final se lograra una disminución significativa en la factura, mayor interacción en los procesos relacionados con el servicio público y la percepción de mayor eficiencia. La investigación inicia con el desarrollo de una revisión bibliográfica de los modelos de negocio existentes y casos de éxito que promueven la inclusión exitosa de recursos energéticos distribuidos en conexión a la red eléctrica, así como la inversión en la reconversión tecnológica de los equipos con los que cuenta las redes eléctricas de determinada región, se procede con la caracterización de la población objetivo, a través de herramientas y métodos gráficos que permiten realizar una clasificación de acuerdo al punto de vista económico y social, después se seleccionan los componentes requeridos para el desarrollo de un modelo económico-energético que considerara este tipo de recursos en proyectos de uso final, para así establecer los criterios de diseños, posteriormente, se proponen pasos metodológicos que permiten el planteamiento y la evaluación de estos tipos de proyectos conforme a la obtención de un diagrama de flujo descriptivo, el cual servirá como herramienta principal para determinar la factibilidad del modelo