Archive for the ‘Energía Térmica’ Category


J988_Comparación de generación de electricidad con Recursos Geotérmicos

En lo que son energías renovables hay diferentes tecnologías que permiten la generación de electricidad a partir de fuentes renovables. En la gráfica se muestra una comparación entre ellas, aunque sinceramente esto de las “Pequeñas Hidroeléctricas” no debería ser planteado como fuentes renovables, porque de hasta 20 MW ya involucra un cambio serio en el entorno medioambiental, hay que colocar un embalse y varias cosas más incluido la infraestructura y cambia el microclima local… Creo que lo colocaron para que digan: “estamos haciendo algo”… Bueno, hay calificativo de favorable y no favorable para los siguientes conceptos: Costos de generación; potencial técnico; desarrollo de la industria; estabilidad de la planta; factor de capacidad; potencial de uso combinado; emisiones de CO2 y uso de tierras.

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J987_Planta Geotérmica para la Generación de Electricidad_Diagrama 1 J987_Planta Geotérmica para la Generación de Electricidad_Diagrama 2

En el presente post se muestra dos esquemas de uso de la energía geotérmica para la generación de electricidad hechos con el diseño de tipo binario. El fluido caliente proveniente del interior del planeta asciende y en la superficie ingresa a un intercambiador de calor en que cede parte de su calor hacia un segundo fluido el cual no tiene contacto directo con el fluido proveniente del pozo geotérmico. El vapor saturado o sobrecalentado se ingresa a una turbina de vapor de agua en el que parte de su energía se transforma en energía mecánica de rotación y se va expandiendo hasta su salida de la turbina en la que luego pasa a un condensador. El sistema puede tener una parte de alta y baja presión, es decir, una turbina de alta presión y otra turbina de baja presión. Útil en campos geotérmicos cuando se tiene altas temperaturas y presiones.

Para variar hay los que el vapor sale del pozo geotérmico e ingresa a un separador de vapor, en la que el líquido se reinyecta al pozo y el vapor pasa hacia la turbina de vapor. Acá hay que tener en cuenta la calidad del vapor por un lado y los componentes del vapor de agua por otro lado, dado que el agua en vapor no es corrosivo pero si los componentes que son arrastrados por el fluido proveniente del pozo geotérmico. El vapor forzado a recorrer la turbina entrega parte de su energía y la mezcla líquido – vapor a la salida se condensa y se reingresa hacia el interior del planeta.

Hay que considerar que hay una eficiencia en convertir parte de la energía térmica en mecánica y electricidad y eso es algo que se desea, pero tanto ya el consumo de dicha energía por el usuario final y la energía que se disipa hacia el medio ambiente por parte del condensador para volver líquida el agua, contribuyen a incrementar la carga térmica sobre el medio ambiente (por lo general la atmósfera) por el principio de conservación de la energía.


J986_Gradiente de temperatuar

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.


J985_Algunos proyectos de Geotermia en el mundo

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.


J983_Capacidad instalada a nivel mundial en Geotermia

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.


J982_Beneficios de las plantas de producción de energía geotérmica

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.


J981_Distribución de placas tectónicas y puntos de mayor entalpía en la Tierra

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…


J980_Esquemas de los diferentes tipos de fronteras entre placas

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.

 


J979_temperatura_vs_profunidad_tierra_geothermal

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).


Mapa de Potencial de Recursos Geotérmicos en Perú

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.

Conferencia “Motivación en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Biomédica y Espacial”. Ciclo de Charlas de Motivación – Lugar Polideportivo Colegio Nacional San Juan de Chota, Chota – Perú. Lunes 20 Junio 2016 – 9 am. Organiza: Promoción Bodas de Plata 1987-1991 “Horacio Zeballos Gamez” – CN San Juan de Chota (in spanish)


simulations load diagram electric

During operation a microgrid, sometimes; renewable energy sources and the external power grid, dispatched electric energy simultaneously. Sometimes, many sources is neccesary for supply to electric load. Also, all it, considering both economic and technical criteria. The figure represent la connection and disconnetion of sources for each state of performance of a microgrid. Too, it is applicable to other similar electric systems.


Market Sector Revenue Breakdown North America 2015 Pike Research

Community/Utility Microgrids:The word “community” implies a geographical region  that includes residential customers. Most observers predict that this class of microgrids will not achieve widespread commercial acceptance until standards are in place and regulatory barriers are removed.

Commercial/Industrial:The first “modern” industrial microgrid in the United States was a 64 MW facility constructed in 1955 at the Whitling Refinery in Indiana. All told, 455 megawatts (MW) of these vintage microgrids are currently online in the United States. Unlike today’s conceptual state-of-the-art models, these initial designs for the petrochemical industry still feature centralizedcontrols and fossil-fueled generation sets. Japan is a modern leader in the commercial/industrial sector, though most of its microgrids include governmental and other institutional customers.

Institutional/Campus:Because of the advantage of common ownership, this class of microgrids offers the best near-term development opportunity. At present, 322 MW of college campus microgrids are up and running in the United States, with more sophisticated state-of-the-art microgrids on the drawing boards. In the U.S., 40% of future microgrids will be developed in this market segment, adding 940 MW of new
capacity valued at $2.76 billion by 2015.

Remote Off-Grid Systems:This segment represents the greatest number of microgrids currently operating globally, but it has the smallest average capacity. While many systems have historically featured diesel distributed energy generation (DEG), the largest growth sector is solar photovoltaics (PV). Small wind is projected to play a growing role, as well.

Military Microgrids:The smallest market segment, these microgrids are just now being developed. They are integrating Renewable Distributed Energy Generation (RDEG) as a way to secure power supply without being dependent on any supplied fuel. GE and Sandia are moving forward in this area and model prototypes are expected in 2010.

Source:
Peter Asmus. Adam Cornelus. Clint Wheelock. “Microgrids: Islanded Power Grids and Distributed Generation for Community, Commercial, and Institutional Apllications”. Research Report. PikeResearch. 2009.


III_MIGEMIR_Liberia Costa Rica Diciembre 2015_Modelado y Simulación de la microred eléctrica de CEDER-CIEMAT_Jorge_MIREZ

Programa_MIGEDIR_III_2015_pag_1

Programa_MIGEDIR_III_2015_pag_2

Atiendo a esta reunión bastante importante es que gracias al apoyo de CYTED y CEDER-CIEMAT es que daremos esta conferencia en el marco del IIi Congreso Iberoamericano de Microredes con Generación Distribuida de Renovables. Este evento sirve de marco para el intercambio de información, experiencias y el tomar en contacto con investigadores provenientes de diferentes países de habla hispana y no hispana, dedicados al sector energía y otros sectores incluyendo el aeroespacial en que el uso de fuentes de energía como sol, viento, biomasa, celdas de combustible, entre otras es bastante importante. Y no sólo eso, importante y quizás mucho más lo que es las técnicas de control, predicción, modelamiento y simulación, software desarrollado que son las cosas de mayor valor agregado, la combinación de diferentes escenarios de trabajo y de implementación en industrias, centros de atención de salud, barcos, naves espaciales, soporte de vida en condiciones extremas, etc. Les dejo la portada de mi presentación y cualquier comunicación a jorgemirez2002@gmail.com, y quienes estén por acá, estaremos conversando.


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Estaré presente en Arequipa para dar esta ponencia en que resumo el trabajo del equipo del que formo parte en microredes de la Red CYTED, hablaré sobre el porque de importante es desarrollar modelamiento y simulación de microredes, y también de mi experiencia en un Centro de Desarrollo de Energías Renovables. Para quienes siguen este blog y  mis actividades, yo realizo mi trabajo usando Matlab/Simulink dado que es un software de alto nivel y que facilita mucho la programación, aparte de que es un lenguaje ampliamente conocido, aunque a veces me falta datos y es un tanto difícil encontrar lugares donde hacer pasantías e investigación, otro lío es encontrar el financiamiento en países en que los conocimientos con potencial altamente valor agregado no se valoran.  Quedan cordialmente invitados al evento del cual adjunto el aficho y la programación del mismo..

programme solar arequipa 2015

poster symposium solar arequipa 2015

 

 


SolarGIS-Solar-map-Bolivia-en

En este post presento el Mapa Solar de Bolivia, es decir, la cuantificación del recurso irradiación solar en Bolivia. Puede verse que las partes altas colindantes con Perú y Chile son los que tienen el más alto valor de irradiación. Por cierto, cerca esta el Desierto de Atacama y esa zona es una de las regiones priviligeadas del planeta para la instalación de equipos que capturen parte de esa energía incidente y convertirla en electricidad o en calor. Considero que Bolivia y su gobierno tiene la capacidad y decisión para aprovechar ese recurso y otros, como lo viene proponiendo un estudiante en Cochabamba – Bolivia al que he asesorado en el desarrollo de su tesis de pregrado Mario Romero… al que deberían tener en cuenta el contenido de su tesis.

Pase por Bolivia en febrero del 2010 rumbo hacia Sao Paulo, y lo cruce desde Desaguadero, La Paz, Cochambamba; Santa Cruz de la Sierra y Puerto Suárez, para pasar ya a Corumba en Brasil. Tiene diversos pisos ecológicos, zonas abrigadas y frías, sierra y selva, bosques y lugares sin vegetación, diferentes poblaciones… Espero volver a estar por Bolivia pero no de pasada, sino quedarme a conocer un poco más y aportar con lo que puedo enseñar.


en elaboración… libero el contenido si de 780 se incrementa a 3000 “Me Gusta” Emoticón like mi fanpage personal…https://www.facebook.com/jorgemirezperu

energía solar en establecimientos de salud a modo de microred eléctrica


EU member state market shares for new capacity installed during 2011 in MW Total 9616 MW

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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2011 Newly connected capacity and cumulative installed capacity MW

El año 2011 es un año interesante para ver como va la implementación de las energías renovables a nivel mundial y volumen de las potencias involucradas, en especial, frente a realidades como lo son África, América Latina, Centro América y Antillas. El abastecimiento de energía depende de la economía y el grado de desarrollo de un país, o en inversa, la producción por parte de grandes industrias y medianas industrias involucra mayor necesidad de energía eléctrica. En la figura que muestra sólo el año 2011 y a la fecha han pasado ya varios años y las potencias en cada país ha cambiado, llama la atención Alemania y la potencia implementada que hace añicos a varios países y es que como economía: la calidad, puntualidad, esmero, alta tecnología, innovación, alto nivel educativo, eficiencia entre otras virtudes vertidas en un sin fin de productos de poca, media y alta tecnología… siempre hay mercado para tales mercancías…


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Video de Conferencia “Energías Renovables, Generación Distribuida y Microredes”. Jueves 20 de Agosto 2015 – 6:30 pm. Lugar: FIEE-UNI, Lima – Perú. Expositor: Jorge Mírez


vista de conferencia Diapositiva105

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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