Archive for the ‘Fuel Cell’ Category
En el presente post se muestra (en figura) resultados de la simulación de como cambia el valor de la eficiencia de una celda de combustible según la temperatura. Es de mencionar que la eficiencia de una celda de combustible (FC) es la división de la energía libre de Gibbs (que es igual al trabajo de salida total) entre la energía total disponible desde la reacción electroquímica. En esto, son los procesos de conducción y convección de transferencia de calor los necesarios a usar para mantener y/o controlar la condiciones de operación de las celdas de combustible. Para la figura se ha desarrollado código MATLAB.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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This post show figure with simulation of variation of efficiency in FC. The efficiency is the relation between Gibbs free energy (that is equal to total output work) and total energy available from electrochemical reaction. Conduction and convective process of heat transfer are necessary for maintenance and/or control of the FC operation. Regads.
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En el presente post se puede observar que la variación del voltaje de circuito abierto o voltaje teórico (OCV en inglés) de una celda de combustible que usa hidrógeno versus la temperatura. En esto está involucrado la energía libre de Gibbs, moles de electrones y la constante de Faraday. Entonces, si con la temperatura se reduce el OCV entonces conviene retirar la energía térmica, lo cual puede servir para calentar agua, calentar el aire de un ambiente y/o algún otro proceso similar. Las variaciones de temperatura operativas al tenerlos ya calculadas para todos los valores posibles, entonces es posible determinar cuando en operación la temperatura cambie y el sistema de control actúe para regular la temperatura con un mayor paso de agua, aire y/o sistemas de conducción y/o convección de calor. Simulado usando MATLAB de MathWorks Inc.
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En el presente post se muestra la variación del valor de la entropía según el cambio de la temperatura. Este valor está determinado por la integración de la capacidad calorífica entre la temperatura. La capacidad calorífica lo hemos visto en anterior post (J1153). De hecho en una celda de combustible se calienta durante el arranque o ligeros cambios durante el servicio. La gráfica ha sido elaborada en MATLAB.
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La entalpía del hidrógeno en función a la temperatura se presenta en la figura del presente post. Como la entalpía es una medida relativa, se considera la temperatura de referencia igual a 293 K. La entalpía se calcula usando el calor específico que se había presentado en el post anterior (J1153). Realizado en MATLAB.
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El calor específico está en función de la temperatura y en la simulación se está asumiendo entre 0°C y 50°C los valores de temperatura que puede ser en mapeo de diferentes temperaturas de funcionamiento que se puede extender a mayores temperaturas si fuera el caso. La ecuación involucrada es del tipo Cp = a + bT + cT2. Hecho con MATLAB Online.
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En el mundo de las energías renovables, las microrredes surgen como elementos organizativos de diferentes fuentes y cargas ubicados dentro de un espacio geográfico delimitado y con uno o más puntos de interconexión sea con otra microrred o con la red eléctrica pública. Paneles solares fotovoltaicos, turbinass eólicas, almacenamiento electroquímico, etc. son parte de sus componentes. La demanda igualmente puede ser residencial, comercial o industrial. Todo esto crea comportamiento de la demanda que es atendido por la oferta y en algún momento pueda haber déficil o sobrante. La figura del presente post muestra un ejemplo acerca de ello, en que tres microrredes debido a sus comportamientos propios, presentan diferente necesidad y sobrante en el tiempo. Hecho con MATLAB.
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Todo artefacto, componente, máquina, sistema, etc… presenta un progresivo envejecimiento que conlleva a la falla de los equipos los cuales se van registrando durante los años de funcionamiento y con esa información se crea histogramas como el que se muestra en el presente post. Obviamente mientras más fallas se presentan la curva de distribución se forma mejor, y a partir de ello se puede normalizar y tener una función de probabilidad característica de la marca y modelo del equipo, máquina, etc. Elaborado con MATLAB para ustedes queda la gráfica.
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Invitación a participar del Webinar: Microrredes Eléctricas. Expositor: Dr. Jorge Mírez. Jueves 30 de Marzo 2023. Hora: 16:00 horas México (17:00 horas Lima)
Link de Registro Expo Energía México 2023:
https://www.expoenergia.com.mx/Webinar/index.php
Estimados lectores. Han pasado 10 años desde que vine por primera vez a la ESPOCH – Escuela Politécnica del Chimborazo en Riobamba, Ecuador. En aquel momento era un estudiante que iniciaba sus estudios de doctorado en física con el ánimo de aportar a lo que ahora es redes eléctricas inteligentes o avanzadas y energías renovables. Ahora, 2022, participo gracias a la invitación de la Facultad de Ciencias de la ESPOCH de las actividades de celebración por los 50 años de Fundación de esta universidad, y es muy grato nuevamente recorrer sus ambientes, re-encontrarme con los amigos que nunca perdimos la comunicación a pesar de la distancia y conocer nuevos colegas, estudiantes y acordar los trabajos de colaboración a futuro. De hecho me toca hacer una exposición y será éste miércoles a las 2:30 pm con el tema: Microrredes Eléctricas Inteligentes… y ésta será un resumen de lo recorrido, de los conceptos básicos, los aportes en la operación, control, optimización, así como la experiencia de modelar matemáticamente las microrredes y sus componentes y de hacer simulación numérica, e ideas concepto y visión de nuevos trabajos; todo esto expuesto en base a las publicaciones Scopus hechas en estos años. Siento que la vida me trae por acá para una pausa en el ajetreo diario y nuevamente interactuar y ver en la labor académica, el motivo de vida que más mejores resultados me ha dado en la vida junto con la familia. Es momento de reactivas blogs, redes sociales y nuevamente centrarme en usar mis conocimientos para la investigación ahora ya abordando redes eléctricas inteligentes, ingeniería biomédica, ingeniería aeroespacial, ingeniería inversa de culturas incas y preincas y hay mucho material borrador que la vida y sus circunstancias hizo que deje de atender, pero es momento de retornar. Gracias a las instituciones, universidades, colegas, amigos y familiares que siempre apoyan, todos en su momento como arte de magia salen al encuentro en el camino de la vida. Gracias ESPOCH, Riobamba y Ecuador, en especial al Dr. Celso Recalde y su equipo de la Facultad de Ciencias. Atentamente: ING. Jorge Luis Mírez Tarrillo.
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Videoconferencia sobre Vehículos Eléctricos en la red y un resumen de tecnologías de generación distribuida en el marco de Energías Renovables. . Invitados a darle Me Gusta a mi fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu. Transmisión en vivo y en directo. Compartir
Videoconferencia sobre tecnologías de generación distribuida (GD): celdas de combustibles, celdas solares fotovoltaicas (PV), turbinas eólicas y cogeneración. De acceso libre y gratuito. Compartirlo e invitados a darle Me Gusta a mi fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu por el cual se transmistirá en español, en vivo y en directo.
To illustrate how this impacts the operation of the electricity grid, consider five different levels of available electricity production from RES, as shown in Figure. Note that there is not only a capacity of power towards the storage (charging the storage) but also a capacity of power from the storage to the grid (discharging the storage). It is part of the role of the system operator to decide which of the two should be chosen at any moment in time. Some thoughts are given below, based on the supply capacity in relation to the demand.
Supply level 1. The total supply capacity, directly from renewable sources plus by discharging the storage, is not enough to cover the power demand. The result is that not all the power demand can be fulfilled. All the available storage discharging capacity will be used to limit the amount of demand that is not fulfilled.
Supply level 2. The amount of supply capacity directly from renewables is not sufficient to cover the power demand, but by using part of the discharging capacity of the storage the power demand can be supplied. The remaining storage capacity can either be saved for later use or be used to cover some of the energy demand. This will be an optimization issue, where the state of charge of the storage, the expected future demand and the expected future production from renewables will have to be considered.
Supply level 3. The amount of supply capacity directly from renewables is sufficient to cover the total power demand. The remainder can be used to supply part of the energy demand and/or to charge the storage. When there is sufficient energy in the storage, the stored energy can even be used to supply the total energy demand. The optimisation of the charging/discharging of the storage versus supplying the energy demand is one of the tasks of the system operator.
Supply level 4. The amount of supply capacity directly from renewables exceeds the sum of power demand and energy demand. In that case the total power demand will be supplied and the remainder will be used to charge the storage.
Supply level 5. The amount of supply capacity directly from renewables exceeds to sum of power demand, energy demand, and charging capacity of the storage. In that case all demand should be fulfilled and the remaining amount of renewable energy will be curtailed.
Source: Antonio Moreno-Munoz. “Large Scale Grid Integration of Renewable Energy Sources”. The Institution of Engineering and Technology. 2017.
Dr. Jorge Mírez
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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)
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