Archive for the ‘Energy Renewable’ Category


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.


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


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).


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:

 


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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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.


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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Buenas horas a todos los que leen este mi blog.

Hablo un poco de energías limpias y de eficiencia energética en el videochat que coloco en el presente post.

Espero les interese y presto a brindar mis servicios de consultoría y capacitación en temas de sistemas eléctricos, energías renovables, equipamiento para hospitales, elaboración y desarrollo de investigaciones, además de expedientes de instalaciones eléctricas y mecánicas; tanto a nivel nacional (Perú) como internacional. Mi email de contacto es jmirez@uni.edu.pe y por WhatsApp a +51970030394

PD: Información adicional lo pueden encontrar en mi fanpagehttp://wwwfacebook.com/jorgemirezperu y en mi blog de energías renovables y Matlab/Simulink https://jmirez.wordpress.com, otros blogs y redes sociales de interés lo pueden encontrar en http://www.geocities.ws/jorgemirez


En este post les compato las en jpg diapositivas de mi ponencia “Concepto e Importancia de las Redes Eléctricas Inteligentes” a dar en el Coloquio “Energía Renovable y Smart Grids en el Perú” a realizarse en FIEE – UNI, Lima, Perú a las 3 pm del 29 de Setiembre del 2017

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Diapositivas de mi conferencia “Taller de Redacción y Elaboración de Papers” dictado en Pontificia Universidad Católica del Perú -PUCP en Lima, Perú; el miércoles 13 setiembre 2017 en el Facultad de Ciencias e Ingeniería, organizado por AIESEM. Van los JPG de las diapositivas.

El video lo pueden visualizar en mi fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu o también a continuación:

 

 


Mis alumnos y tesistas usualmente me han preguntado como llegar a hacer modelos de una máquina o sistema completo, es decir, de toda una instalación en general. Bueno algunas cosas a considerar les doy a continuación. En primer lugar usar un software de alto nivel, no es que vaya en contra del software libre, sino que estamos hablando a modo de usuarios como ingenieros y científicos que lo menos que deseamos es lidiar con el mismo software; en mi caso uso Matlab/Simulink. En segundo lugar es despiezar el sistema en sus principales componentes, todos ellos se pueden identificar pues utilizan un propio sistema de ecuaciones para ser descritos; por ejemplo: las ecuaciones de un motor eléctrico son diferentes a de una bomba de agua; aún así dentro de cada parte hay sub-partes a considerar dependiendo de la profundidad del problema que se desea abodar. Tercero: se debe comenzar a modelar ecuación por ecuación, sacando el máximo provecho a cada uno de ellas con diferentes valores de entrada y analizando los valores de salida (los resultados), poco a poco se irán simulando cada vez mas ecuaciones y así mismo se irá construyendo el criterio propio de análisis de los resultados para dicho problema. Cuarto: Una vez que se tiene ya varias ecuaciones de los componentes se da el gran paso que es integrar dichos modelos en modelos más grandes que describan los componentes o sistemas; esta integración es en parte todo un arte que se debe cultivar con práctica, paciencia y perseverancia a fin de que los modelos y simulaciones nos arrojen resultados predecibles y comprendibles en base a la experiencia anteriormente ya construída. Quinto: Teniendo ya los modelos de las cosas que deseabamos, un último toque es el “maquillaje” de los resultados, presentándolos lo más interesante y visiblemente adornados a fin de cautivar al público oyente o lector.

Los pasos descritos asumo por los comentarios que me han dado que es algo que casi todos los logramos entender, sin embargo, la principal dificultad radica en (i) el orden de ecuaciones a programar, (ii) la programación en sí de cómo le hago para que la computadora me dé lo que quiero ver y (iii) la integración de varios componentes – varios códigos o programas – en un sólo programa grande, lo cual es algo que puede causar muchas horas de intriga, pasión, duda y contradicción pero que tarde o temprano es un gran alivio y alegría poder lograrlo. Todo esto es como un gran rompecabezas en que hay que estar atento a solución lógica que se presenta ante nuestros ojos en medio del abanico de ecuaciones que tengan que simular.


Lo deseable de la generación eléctrica mediante el aprovechamiento de fuentes renovables, es que se deje de comprar energía a la red eléctrica publica. Sin embargo, se debe estudiar bien ambos sentidos de flujo de energía, es decir: la energía desde la red hacia la microred y desde la microred hacia la red. Ambos casos son importantes, de pronto, no todo va a ser energía renovable, eso es una ilusión, el mercado de la energía es tan grande que hay buenos esfuerzos pero ni en muchos decenios se pasará a tener un mundo 100 % renovable, eso hay que entender. Desde la microred hacia la red se puede inyectar energía pero esto también involucra cambios en el mercado eléctrico en que toda las empresas se ven afectadas por la autogeneración a nivel de distribución, esto conlleva a proteger sus inversiones y a planificar también el modo de operación y predicción de la producción de energía lo que conlleva a cambios de precio en el mercado eléctrico y por ende un mayor nivel de automatización para reducir costos. Desde la red hacia la microred es todo algo nuevo, dado que de alguna manera la red debe predecir las necesidades de la demanda y adaptarse a dicha necesidad, dada la incertidumbre todas las técnicas para comportamiento estocástico se han venido desarrollando con mayor o menor éxito y que repercuten en la planificación de la producción, la reserva fría, los márgenees de utilidad, etc. En resumen, hay “verdes” que le echan todo tipo de flores a uno que otro adelanto técnico de las energías renovables y considero que es más por hacer la cosa mediática que aterrizar sobre suelo firme el cual es las mismas bases del mercado eléctrico y que tiene sus particularidades principalmente si nos enfocamos en los mercados más importantes que son Asia, Europa, Norteamérica y países en desarrollo… (con sistemas eléctricos nacionales de pocos GW de máxima demanda no se puede hablar de implementación de SmartGrids…)


“A modeling and simulation of optimized interconnection between DC microgrids with novel strategies of voltage, power and control”
Jorge Mírez
2017 IEEE Second International Conference on DC Microgrids (ICDCM)
Year: 2017
Pages: 536 – 541
IEEE Conference Publications..

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Good Morning. I take this opportunity to ask if you know someone I can exhibit for me in Nuremberg, Germany on Thursday 29 at 13 a.m. as part of the 2nd Conference International of DC Microgrids http://www.icdcm.co/. I have tried to be able to go but I do not think I can do it, so in order not to lose the exhibition I ask to know about it. I would send the PPT, the article and the payment of the registration. My paper is “A Modeling and Simulation of Optimized Interconnection between DC Microgrids with novel strategies of voltage, power and control”. Thank you. My WhatsApp +51970030394

Buenos días. Aprovecho este medio para preguntar si conocen alguien que pueda exponer por mi en Nuremberg, Alemania el jueves 29 a las 13 h como parte de la 2nd Conference International de DC Microgrids http://www.icdcm.co/ . He procurado poder ir pero no creo que lo logre, asi que para no perder la exposición solicito saber de ello. Le enviaria el PPT, el articulo y el pago de la inscripción. Mi ponencia es “A Modeling and Simulation of Optimized Interconnection between DC Microgrids with novel strategies of voltage, power and control”. Gracias. Mi WhatsApp +51970030394