Videos de mi Conferencia: “Introduction to Microgrids & Microsources”.
Movies of my Conference “Introduction to Microgrids & Microsources”.
Organizado por la Sección Estudiantil IEEE PES UNTELS.
Organized for Student Group IEEE PES UNTELS
Realizado el 12 de julio del 2018 en la Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur (UNTELS), Villa El Salvador, Lima, Perú.
Realized the July 12, 2018 in Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur (UNTELS), Villa El Salvador, Lima, Perú.
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Parte 1 de 2 (Part 1 of 2)

Parte 2 de 2 (Part 2 of 2)

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Como se puede ver en la Figura, el costo de la energía proveniente de las turbinas eólicas se ha venido reduciendo a medida que se incrementa la capacidad instalada de las mismas a nivel mundial. En grandes capacidades ha habido un ligero incremento y es debido principalmente a diseños cada vez más grandes que incrementan sus costos por el tamaño, transporte, dimensiones y desarrollo de nuevos materiales y demás tecnologías necesarias las cuales con el transcurso del tiempo y con la fabricación en serie se va reduciendo. Pero la tendencia general es a la reducción de los costos por cada kW-h.

Fuente: Antonio Moreno Munoz – Large Scale Grid Integration of Renewable Energy Sources.


En la Figura se muestra que a medida que se ha ido incrementando la capacidad de potencia instalada en centrales solares fotovoltaicas la reducción del precio se ha ido reduciendo de manera logarítmica. Esto se ha debido principalmente en que se ha mejorado la técnicas y tecnologías para la producción considerando también que es casi los mismos materiales los que se usan para los paneles solares (es decir, sirve tanto para pequeñas como para grandes instalaciones). La tendencia es entonces a seguir reduciéndose su costo por cada unidad de energía.

Fuente: Antonio Moreno Munoz – Large Scale Grid Integration of Renewable Energy Sources.


Las numerosas áreas de tecnología de las Smart Grids (cada una compuesta por conjuntos de tecnologías individuales) abarcan toda la red, desde la generación hasta la transmisión y distribución hasta varios tipos de consumidores de electricidad. Algunas de las tecnologías se están desplegando activamente y se consideran maduras en su desarrollo y aplicación, mientras que otras requieren mayor desarrollo y demostración. Un sistema de electricidad totalmente optimizado desplegará todas las áreas de tecnología en la Figura colocado en el presente post. Sin embargo, no es necesario instalar todas las áreas de tecnología para aumentar la “elegancia” de la red [1]

Estas áreas tecnológicas pueden ser complementadas con lectura adicional y que iré colocando en éste mi blog de manera progresiva, a lo que voy es que las Smart Grids son mucho más complejas de la “pincelada académica, mediática y comercial” que se le puede dar.

[1] IEA


El Escenario del Mapa BLUE estima que el sector del transporte representará el 10% del consumo total de electricidad para el año 2050 debido a un aumento significativo en vehículos eléctricos (EV) y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV) (Figura 5). Si la carga del vehículo no se gestiona de manera inteligente, podría aumentar la carga pico en la infraestructura eléctrica, lo que aumentaría las actuales demandas máximas de los sectores residencial y de servicios, y requeriría una gran inversión de infraestructura para evitar fallas en el suministro. La tecnología de red inteligente puede permitir que la carga se lleve a cabo de forma más estratégica, cuando la demanda es baja, haciendo uso de la generación de bajo costo y la capacidad adicional del sistema, o cuando la producción de electricidad a partir de fuentes renovables es alta. A largo plazo, la tecnología de red inteligente también podría permitir que los vehículos eléctricos devuelvan la electricidad almacenada en sus baterías al sistema cuando sea necesario.

En los Países Bajos, el proyecto colaborativo Mobile Smart Grid liderado por la distribuidora Enexis está estableciendo una red de sitios de recarga de automóviles eléctricos y está utilizando aplicaciones inteligentes de tecnología de información y comunicación (TIC) para permitir que la red eléctrica existente atienda la demanda de energía adicional. . Trabajando en conjunto con otros operadores de red, compañías de energía, proveedores de software y hardware, universidades y otros institutos de investigación, el proyecto debería resultar en soluciones simples para cargar y pagar automáticamente (Boots et al., 2010).


Los esfuerzos para reducir las emisiones de CO2 relacionadas con la generación de electricidad y reducir las importaciones de combustible han llevado a un aumento significativo en el despliegue de tecnología de generación variable. Se espera que este aumento se acelere en el futuro, con todas las regiones del mundo incorporando mayores cantidades de generación variable en sus sistemas de electricidad (ver Figura). Como las tasas de penetración de generación variable aumentan en niveles de 15% a 20%, y dependiendo del sistema eléctrico en cuestión, puede ser cada vez más difícil garantizar una administración confiable y estable de los sistemas eléctricos que dependen únicamente de arquitecturas de red convencionales y flexibilidad limitada. Las Smart Grids soportarán una mayor implementación de tecnologías de generación variable al proporcionar a los operadores información del sistema en tiempo real que les permite administrar la generación, la demanda y la calidad de la energía, aumentando así la flexibilidad del sistema y manteniendo la estabilidad y el equilibrio.

Hay algunos buenos ejemplos de enfoques exitosos para integrar recursos variables. El operador de sistemas de transmisión de Irlanda, EirGrid, está implementando tecnologías de Smart Grids, que incluyen conductores de baja temperatura y alta temperatura y sistemas de protección especial de clasificación de línea dinámica, para administrar la alta proporción de energía eólica en su sistema y maximizar la efectividad de la infraestructura. El funcionamiento del sistema se está mejorando a través de modelado de última generación y herramientas de apoyo a la toma de decisiones que proporcionan análisis de estabilidad del sistema en tiempo real, capacidad de despacho de parques eólicos y pronósticos de viento mejorados, y análisis de contingencia. Se estima que la flexibilidad del sistema y los enfoques de Smart Grids facilitan las penetraciones de viento en tiempo real hasta el 75% para 2020 (EirGrid, 2010).


La electricidad es el componente de más rápido crecimiento de la demanda total de energía global, con un consumo que se espera aumente en más del 150% en el Escenario de referencia del ETP 2010 y más del 115% entre 2007 y 2050 bajo el Escenario del mapa BLUE (IEA, 2010).

Se espera que el crecimiento de la demanda varíe según las regiones, ya que los países miembros de la OCDE experimentan aumentos mucho más modestos que las economías emergentes y los países en desarrollo (ver figura). En los países de la OCDE, donde las tasas de crecimiento moderadas se basan en altos niveles de demanda actual, las tecnologías de Smart Grids pueden proporcionar beneficios considerables al reducir las pérdidas de transmisión y distribución, y al optimizar el uso de la infraestructura existente. En las regiones en desarrollo con alto crecimiento, las tecnologías de Smart Grids pueden incorporarse en nuevas infraestructuras, ofreciendo mejores capacidades de funcionamiento del mercado y un funcionamiento más eficiente. En todas las regiones, las tecnologías de Smart Grids podrían aumentar la eficiencia del sistema de suministro y ayudar a reducir la demanda al proporcionar a los consumidores la información que necesitan para utilizar menos energía o usarla de manera más eficiente.

 


Los sistemas de electricidad del mundo enfrentan una serie de desafíos, como una infraestructura obsoleta, un crecimiento continuo de la demanda, la integración de un número creciente de fuentes variables de energía renovables y vehículos eléctricos, la necesidad de mejorar la seguridad del suministro y la necesidad de reducir las emisiones de carbono. Las tecnologías de Smart Grids ofrecen formas no solo de enfrentar estos desafíos, sino también de desarrollar un suministro de energía más limpia que sea más eficiente en términos de energía, más asequible y más sostenible.

Estos desafíos también deben abordarse con respecto al entorno normativo técnico, financiero y comercial único de cada región. Dada la naturaleza altamente regulada del sistema eléctrico, los proponentes de Smart Grids deben garantizar que interactúen con todas las partes interesadas, incluidos los fabricantes de equipos, operadores de sistemas, defensores del consumidor y consumidores, para desarrollar soluciones técnicas, financieras y normativas personalizadas que permitan el potencial de las Smart Grids.


El 2DS presenta una estrategia para satisfacer la demanda de servicios energéticos de uso final en las ciudades, acompañado de una reducción considerable del consumo de energía primaria y de sus impactos medioambientales. De hecho, las ciudades no solo impulsan la demanda energética y sus impactos medioambientales; también pueden ofrecer grandes oportunidades para orientar el sistema energético mundial hacia una mayor sostenibilidad. El hecho de acelerar la implementación de tecnologías energéticas limpias en el entorno urbano y de promover cambios de comportamiento entre sus ciudadanos puede disociar notablemente el crecimiento del consumo urbano de energía primaria y de las emisiones de carbono, del aumento del PIB y de la población, garantizando al mismo tiempo un acceso continuo a los servicios de uso final. Por ejemplo, en el 2DS, la demanda urbana de energía primaria puede limitarse mundialmente a 430 EJ de aquí a 2050 (el 65% de la demanda de energía primaria total), lo cual representa un aumento inferior al 20% desde 2013, mientras que durante el mismo período, se espera que la población urbana aumente un 67% y el PIB un 230%. Respecto a los niveles en el 6DS, las emisiones de carbono derivadas del consumo energético urbano podrían reducirse un 75% para 2050. En general, el potencial de reducción de emisiones relacionado con el consumo energético urbano de aquí a 2050 en el 2DS asciende a 27 gigatoneladas (Gt), lo cual equivale al 70% de las reducciones de emisiones totales en el 2DS (Gráfico 1.2), y no sería posible sin la transformación de los sistemas energéticos urbanos.

En el 2DS, la demanda energética final en los sectores de los edificios y el transporte urbanos en 2050 se reduce en un 60% (unos 80 EJ) con respecto al 6DS. Estos ahorros energéticos pueden hacerse realidad evitando la “necesidad” de una serie de servicios energéticos de uso final (p. ej., reduciendo la longitud y frecuencia de los trayectos en ciudades compactas) y con más opciones de eficiencia energética para satisfacer el mismo nivel de demanda de servicios, como el cambio del modo de transporte reemplazando el coche personal por el transporte público, caminar e ir en bicicleta. Los ahorros energéticos y los combustibles de bajas emisiones de carbono en edificios y transporte urbanos pueden entrañar una reducción directa e indirecta (i.e., generación evitada de electricidad y calor) de las emisiones de unas 8 Gt de aquí a 2050 en el 2DS (con respecto al nivel logrado en el 6DS), lo cual equivale a casi dos tercios de la reducción total de emisiones de estos dos sectores y a cerca del 40% de la de todos los sectores de uso final. La clave de una parte importante de este potencial de energía sostenible en sistemas urbanos radica en una mayor electrificación de los usos finales (la electricidad es el mayor vector energético urbano en el 2DS para 2050), por ejemplo, mediante bombas de calor y vehículos eléctricos, acompañada de un sector eléctrico con drásticas reducciones de emisiones de carbono.

Fuente: IEA


Junto con el Dr. Modesto Montoya en su programa radial “Encuentro con la Ciencia” en RBC Radio (Lima, Perú) hablamos sobre “Simular en computadora para optimizar sistemas: caso de redes de energía”. Programa del Doctor Modesto Montoya emitido el domingo 06 de mayo del 2018.

Link de YouTube:

 


En este post brindo información de éste interesante proyecto para Lima, Perú que necesita del apoyo de todos los posibles. Lima es una ciudad de más de 10 millones de personas, gran tráfico y alta contaminación.


Invitación a Defensa de Tesis: “CONTROL, OPTIMIZACION Y GESTIÓN DE MICRORREDES DE CORRIENTE CONTINUA” para optar el Grado Académico de Doctor en Ciencias con mención en Física. Elaborado por Jorge Luis Mírez Tarrillo bajo el asesoramiento de Dr. Manfred – Universidad Nacional de Ingeniería y Dr. Joseph Guerrero – Universidad de Aalborg. Se realizará en el Auditorio de la Oficina General de Posgrado en el Pabellon Central de la Universidad Nacional de Inngeniería (Distrito del Rímac, Lima, Perú) el jueves 03 de mayo del 2018 a las 11 AM (hora de Perú)

Link del evento :
https://www.facebook.com/events/1630793593706448/ 

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Este miércoles 14 de marzo a las 10 a.m. (hora de Perú) me entrevistarán la people de Radio Santa Mónica de la Ciudad de Chota en Perú… No me han dicho las preguntas, asi que espero aportar como seimpre lo mejor posible respondiendo las preguntas que realicen. Quedan invitados a escuchar la radio 🙂 (Y)

Link para escuchar Radio Santa Mónica en vivo y en directo:
http://www.radiosantamonica.org/live/index.html


Necesitamos del apoyo para poder lanzar unos seis globos atmosféricos de helio con una carga útil de al menos: sensores de temperatura, presión, contaminentes atmosféricos, cámara fotográfica, entre otros. El costo de cada globo es de unos US$ 1,000 (mil dólares americanos) a todo costo y previa la coordinación y acuerdo mutuo de apoyo: les podemos dar el listado de equipos y materiales para que los aportantes lo compren, de esta manera evitamos cualquier mal entendido. A quienes estén interesados en aportar (instituciones públicas y privadas, universidades, gobiernos regionales, agencias de turismo, etc) tanto de Lima como del interior del país, entre todos podemos aparte de obtener datos para el cuidado del medio ambiente, podemos obtener imágenes del hermoso suelo patrio. Contacto con Jorge Mírez [Fanpage https://www.facebook.com/jorgemirezperu/] jmirez@uni.edu.pe ó Tom BOZONNET tom.bozonnet@estaca.eu o pueden responder al presente post o por inbox. Un trabajo de colaboración entre Smart Machines [https://www.facebook.com/labsmartmachines/]  y Grupo de Modelamiento Matemático y Simulación Numérica – GMMNS [https://www.facebook.com/GMMNSPERU/] de la Universidad Nacional de Ingeniería UNI [http://www.uni.edu.pe]  (Lima, Perú) más todos los que gusten participar (personas, instituciones, empresas, etc.)
Lima, 02 de marzo del 2018.


Voy a explicar partiendo de nuestra olla simple en casa sobre el cual colocamos agua para hervir, si dejaramos que hierva toda el agua, ésta irá a la atmósfera, se condensará y retornará al suelo en forma de lluvia y entre lo que cae como lluvia y permanece en la atmósfera será la misma cantidad de agua que estuvo en la olla, no ha desaparecido, no se ha esfumado ni se ha desaparecido ya que la masa no se crea ni se destruye sino que se conserva.

Ahora si consideramos los bosques talados, esa madera pasa a ser parte de casas y otros usos, pero parte se convierte en aserrín y otro tanto (que es de gran volumen) se quema, esa madera se convierte en ceniza y hay masa que se convierte en humo y es masa que pasa a la atmósfera. Pero tanto como el ejemplo de agua y la madera esto sucede a nivel de superficie. Que pasa ahora si consideramos el carbón, gas, petróleo extraído del subsuelo, se dispone por ejemplo en los automóviles, y una vez que se usa esa masa que viene a ser en la misma cantidad que hay en el tanque de combustible pasa a la atmósfera. Eso durante decenas de años y a cada vez gran volumen no regresa al subsuelo, sino que ha ido colocándose en la atmósfera, en los océanos y también en nuestros pulmones. Da risa a veces mirar las muchas estadísticas (al menos en mi país son campeones en ello) pero la poca o nula acción a encontrar soluciones tecnológicas. El reto es para esta generación porque las que vienen la verán negras, claro cada quien salva su pellejo pero el problema tarde o temprano será cada vez más global y con muchas personas sin ninguna visión ni motivación de vida, la muerte es un gran espanto.


Mucho va avanzando las tecnologías que nos permiten hacer evaluaciones de campo bastante exactas como por ejemplo cuando en vez de un teodolito o estación completa se usa un dron para el levantamiento topográfico de un lugar, algo muy usado por las instituciones privadas pero con bastante freno por parte de las instituciones públicas. Pero en el tema de radiación solar existe muchas aplicativos informático APP para teléfono celular que permiten evaluar la iluminación de un lugar determinado. Para evitar que nos pongan peros de cual o tal aplicativo se está usando, te descargas varios aplicativos en tu celular y hacer las mediciones correspondientes con todos ellos y te das una idea cualtitativa y cuantitativa de la iluminación. Ya es tiempo de vencer paradigmas que la opinión oficial lo debe tener cierta institución del Estado, y a veces, la da muy mal, pésimo y sin embargo son como la Santa Inquisición – es decir: son los únicos que tienen la verdad absoluta. Bueno al igual que la iluminación también encuentran aplicaciones para medir el ruido, el campo magnético terrestre, entre otros. PD: También recomendable como material educativo para niños y jóvenes a fin de que puedan “medir” y el tener valores de una variable ayuda mucho pues se acostumbran a cuantificar todo.


Los Andes Centrales en Sudamérica tiene la mitad de los ambientes ecoclimáticos del mundo… Pero un momento, esto era y ahora ya no es… la tendencia es que esos ambientes se están perdiendo. La gente piensa que las cosas siguen igual por siglos y seguirán así, todo lo que es la naturaleza va cambiando constantemente. Tan pésimo debe ser la formación en la escuela, el colegio y principalmente los medios de comunicación que su principal labor es adormecer a la población, si no basta con hacerse una sencilla pregunta cuando ve algo en la televisión y/o periódicos o escucha en la radio: ¿Esto en verdad me sirve?. El calentamiento global está haciendo perder los nevados y glaciares principal fuente de agua dulce de muchas cuentas del Pacífico y del Atlántico; éste desbalance hace que ahora llueva en algunos lugares y momentos del año más que lo visto en cualquier otro año, y por lo contrario en otros sitios se sienta tanta sequía o poca agua que la mismas plantas tienen que extinguirse para pasar hacia otra vegetación dominante y por ende también animales. Si no más recuerden como eran los lugares en las cabeceras de cuenta antes y ahora como son, si a esto lo suman las actividades de deforestación, minería, etc. Hay una falta tremenda de conciencia medioambiental, porque piensan el rico rico que va a estar inmune a lo que viene, y los que venden sus tierras o la deforestan o no hacen mucho por mantener o fortalecer la biomasa viviente creen que han hecho un buen negocio en dichas ventas o que sus tierras van a tener un buen valor siempre. Tan equivocados estamos muchos o casi todos, que nos vamos a un escenario en que el dinero no tendrá el valor porque cualquier cosa no se compara a mantener la vida de millones de personas y el asunto va tan deprisa que quizás en nuestro orgullo nos rebasa pensar que no pasará nada…  de hecho sólo vemos el inicio pero nuestros amados niños y nietos la verán muy dificil en un planeta en que muchas cosas van a cambiar, grandes cambios… pero ante ello no se hace nada, osea: de donde esperan que venga la solución? ¿acaso del cielo o por algo divino?… y se sientan a esperar. Hay un tremendo cambio climático y las universidades e intelectuales esperan que haya dinero para aportar, osea, que se ve mal si alguien publica sin que haya un proyecto detrás?. Siendo una parte del mundo – Sudamérica – de tanta importante medioambiental para el medio ambiente, aún no somos concientes de que al tratar de salvar el planeta, salvamos en primer nuestras naciones que son las que van a tener el primer impacto y el más drástico, en especial el PERU, tanta riqueza natural que se hace alarde a veces sin sentido, sin embargo, por estos años tanto ha variado el clima y le han puesto seudonombres científicos a eventos naturales quizás debido a su poca capacidad y listo se han sentado a ver el show del cambio climático, a decir, como va, que sucedió, donde afectó… osea 6,000’000,000 de neuronas x “n” personas que tienen que ver esto por las puras. Es momento – y lo digo antes de la etapa brava que se viene en estos primeros meses próximos del 2018 – que el MBA que sólo sirve para hacer amigos, la ingeniería que se hace suavamente para complacer con un título a los estudiantes y entre otras cosas blandas den paso a estudiar, investigar, innovar de manera seria el cambio climático y APORTAR SOLUCIONES !! – es decir, no regalarle migajas a la naturaleza, sino brindarle soluciones para los millones de toneladas de CO2 que cada año se inyecta a la naturaleza, los millones de metros cúbicos que pierden en biomasa y en nevados, etc.


Una microredes una unidad energética que puede trabajar de manera independiente o conectada a la red eléctrica externa y cuenta con numerosos elementos en su interior de tal manera que puedan manipular hasta 10 MVA en el punto de común acoplamiento. Entre estos diferentes elementos están aquellos que crean el costo por el que se debe pagar como clientes, es decir: me refiero a la generación, almacenamiento, distribución y conversión adecuada de la energía eléctrica para el cliente final. Más aún la energía eléctrica tiene que ser de alta calidad o ultra alta calidad bajo la espectativa de los sistemas eléctricos avanzados. Por lo tanto, debido a tantos elementos inmersos los costos no pueden ser los mismos durante el funcionamiento y pueden cambiar en tiempos relativamente cortos como: días, horas, minutos. La imagen es producto del resultado de una simulación de costos de operación de una microred de corriente continua que os dejo a su disposición.


My Paper: Jorge Mirez. A modeling and simulation of optimized interconnection between DC microgrids with novel strategies of voltage, power and control. Published in: 2017 IEEE Second International Conference on DC Microgrids (ICDCM). Nuremburg, Germany – link to IEEExplore

Abstract:
The interconnection between DC microgrids has been studied through the modeling and simulation of two DC microgrids and utility network with independent connection to each microgrid. Each microgrid has generation sources, storage source, electrical charges, two points of common coupling (one with the utility network and other with the neighboring microgrid) and a central controller. By performing the simulations and searching for new ways in which the interconnection can be made, the following contributions are reached: (a) although a nominal voltage is present on the DC microgrid bus, it becomes necessary to have three mini-voltage scales (one for the micro-sources, another for the storage sources and a third for AC/DC converter output that connects the utility supply and DC microgrid bus); (b) the power to avoid being heavily dependent on random variables requires temporary storage at the generation sources and that electrical loads define a very stable demand and clearance for certain period of time (of a few minutes), said period would be a new time scale of microgrid operation; (c) the cost associated with generation and storage sources must be optimized for the microgrids operation on the new unit of measurement and for which linear programming techniques have been used, and (d) it representing new coordination actions for tertiary control among central controllers of the microgrids. The new strategies of control, voltage and power will serve to propose and study new designs of: topologies of the electrical network, interconnection devices between microredes and other topics.

Link to Complete Article into IEEExplore: http://ieeexplore.ieee.org/document/8001098/  

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