Archive for the ‘Panel Solar’ Category


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

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Best_Research_Cell_Efficiencies_2015

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos de América (NREL) ha publicado un compilado de las eficiencias obtenidas en laboratorio de celdas solares fotovoltaicas a nivel mundial en su versión 2015. En anterior post había colocado una versión anterior en que el horizonte era el 2010. Ahora se puede ver como avanza la tecnología en este aspecto a eficiencias cada vez más próximas al límite teórico. Y se ha logrado hasta un escalofriante abrigador 46.9 % de eficiencia (guau). Ok, en fin, seguirán de hecho mejorando y obteniendo a partir de ahi productos que se comercialicen a precios cada vez más competitivos. Tenemos sol para cubrir varias veces nuestras necesidades mundiales de energía. Esperemos que con el tiempo, no se privatice el sol (como ha sucedido en España, cosa descabellada) y que cada quien pueda tener sus paneles solares fotovoltaicos y sus termas solares para tener una mejor calidad de vida.


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energía_solar_diaria_promedio_anual_peru_por_capital_de_departamento

En este post rescato la información de los promedio anual de radiación diaria sobre los capitales de cada región del Perú. Considerando que son las capitales de región, por lo general, las que tienen una mayor población, mayor actividad económica, instalaciones más grandes en todos los aspectos de la vida social y económica. Puede servir como un aproximado para cálculos sustentatorios de instalaciones que aprovechen la energía solar sea para producción de electricidad y calor a nivel de cada región. Al parecer hay cierto promedio anual en casi todas las regiones con algunas variaciones. Ciertamente mientras mas grande sea la instalación se requerirá ya la data más exacta, y si es instalaciones de celdas fotovoltacias mucho más grandes, equipos de medición en tiempo real se hacen necesario porque en base a los datos captados se define la operación del sistema planta solar fotovoltaica. Espero les sirva.


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mapa_de_la_energía_solar_incidente_diaria_promedio_anual_Perú

El mapa solar del Perú lo puedes encontrar en las webs oficiales del Perú y algunas otras publicaciones. Como es mi país natal, la coloco en este post. Somos privilegiados de tener un buen sol y lejos de las grandes aplicaciones en centrales solares de varios MW, están las aplicaciones de baja potencia que pueden beneficiar a la población, las escuelas, los centros de producción manufacturera, los colegios, mercados, establecimientos de salud. En ellos no serán grandes potencias, sin embargo, traen conford y son sostenibles en el largo plazo de vida operacional de cada uno de ellos. Hay que quitarse ese mediocre idiosincracia que sea técnico – económico rentable fijándonos solamente en el dinero, hay otros elementos adicionales a poner en valor: el conford de las personas, la impacto en su formación como estudiante o poblador sobre cuidado del medio ambiente al ver y sentir que las renovables permiten satisfacer su consumo de electricidad y calor y a la vez cuida el medio ambiente. Tenemos un país maravilloso en climas, las organizaciones de base acá y en Latinoamérica deberían impulsar en todos los locales comunales, escuelas, colegios, establecimientos de salud, talleres, etc… paneles solares fotovoltaicos para la producción de electricidad y termas solares para tener agua caliente, sería una forma de mejorar la calidad de vida y contribuir a cuidar nuestros microclimas, los cuales en Perú son miles miles de microclimas.


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tarifa eléctrica rural para sistemas fotovoltaicos PERU

En la figura se muestra la tarifa de energía eléctrica proveniente de paneles solares fotovoltaicos para Perú. Considerar que IGV es el impuesto que se paga al Estado por ventas y que representa un 18%, es decir que luego de multiplicar la tarifa por la energía sale un costo parcial, y para obtener el costo total sería el costo parcial por 1.18%. La moneda nuevo sol está en un equivalente de “3.2 nuevos soles igual a 1 dólar americano”. Esta es una última actualización a Julio del 2015. Precios a considerar en el mercado peruano. Cálculo y simulaciones de costos e impacto en redes eléctricas las podemos hacer mediante un uso adecuado de criterios y de manejo de datos.


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


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concesiones_temporales_eólicas_Perú

concesiones_temporales_solares_Perú

Estudios de campo son necesarios para determinar y evaluar el potencial eólico específico de un lugar determinado. Hay un referente en Perú que es el mapa eólico del Perú en que se puede ver la velocidad de viento en promedio anual y por estaciones del año. Entonces lo que se tiene en las figuras de este post es información actualizada a Julio del 2015 de las concesiones hechas para estudios de campo con medición de velocidad de viento dadas por el Ministerio de Energía y Minas. Sin embargo, como se dijo en un anterior post, no se ve que en las reglas de juego participen las universidades o los grupos de investigación… por mi parte, yo si doy ese servicio de analizar la data recolectada a fin de evaluar potencial eólico para un parque eólico, me escriben al email jorgemirez2002@gmail.com … Es interesante saber que hay muchas empresas, el potencial es bueno, sólo falta un poco más de impulso para que la producción de renovables sea un factor apreciado en el balance de energía nacional.


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centrales_solares_fotovoltaicas_en_arequipa_peru_44_MWp

Como producto del programa del Estado Peruano de implementación de energías renovables, las empresas privadas han hecho realidad dos centrales solares fotovoltaicas en la Región Arequipa, ubicada al norte de Tacna en donde existe una central solar fotovoltaica. Bueno, en si Arequipa se ha caracterizado de usar tecnología solar térmica para producción de agua caliente en domicilios, hoteles y centros de producción. El recurso solar es abundante en la zona sur del Perú y es algo que se debe aprovechar, además, la central solar produce en DC y son los inversores los que definen la calidad de la energía eléctrica que es inyectada a la red nacional. Además, hay que considerar que la producción desde renovables tiene prioridad en el despacho e inyección hacia el sistema nacional de electricidad operado por COES. Es mi deseo que las universidades locales estén involucradas en el diseño, transferencia de tecnología y operación de dichas centrales lo que conllevaría a una formación de capital humano no existente en el Perú y el que el Ministerio de Energía y Minas ni el Gobierno se les ocurrió que como parte de dichas construcciones se haga algo de transferencia de tecnología, se construya algunas cosas acá o se diseñen en las universidades… hemos sido simplemente unos malos compradores…


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central_solar_tacna_1

 

 

central_solar_tacna_2

Una de las primeras plantas productoras de energía solar a partir de una central solar fotovoltaica con una potencia nominal de 20 MWp. Ubicado en el sur del Perú, en la región Tacna que es fronteriza a Chile, en sí, es zona de ubicación de la parte desértica que comparten Perú y Chile en donde la irradiación solar es una de las más altas de todo el mundo. Las figuras observan los datos característicos de dicha planta obtenida de la web oficial de OSINERGMIN. El diagrama esquemático de la planta solar fotovoltaica es interesante a considerar como cuestión de diseño y también para el análisis de su funcionamiento. Hay alguna empresa que desee que trabaje con sus datos de producción como planta solar o parque eólico ?… Modelos matemáticos de paneles solares monocristalinos y policristalinos pueden ser desarrollados, así como, métodos de optimización de producción de energía eléctrica y seguimiento del punto de máxima potencia. Un poco más al norte de Tacna hay más plantas de producción solar fotovoltaica de energia eléctrica que describiré en siguientes post’s.


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energia_renovable_requerida_peru

Encontré esta gráfica en que se aprecia el porcentaje de participación de las RER en el mercado peruano. Es de mencionar que Perú se ha propuesto que al menos el 5 % del consumo sea proveniente de las fuentes renovables. Han hecho bien en no incluir en la gráfica las pequeñas hidroeléctricas, los motivos sobran como lo expuse en el anterior post J826. Tiene la gráfica esa forma dado que a medida que se instalan las RER también el consumo nacional va en crecimiento. Se prevé que pronto nuevas centrales solares y eólicas entren en funcionamiento y aunque según me informo el mercado peruano aún no es tan lucrativo, es decir, las empresas privadas no se ven incentivadas a invertir en este rubro, es quizás producto también que el mercado peruano si bien está en crecimiento es aún pequeño con una máxima demanda de unos aproximadamente 5.8 GW. Pues habrán nuevas centrales y a quienes conozcan de las empresas participantes, pasen la voz para quizás tentar brindar asesoramiento o ser trabajadores de algunas de ellas o participar como visitantes técnicos la construcción. Mi correo jorgemirez2002@gmail.com


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Vision of the future electricity distribution loaded with independent dc distribution architectures

Estimados lectores… Recogo la información y se las muestro. Esta figura se puede visualizar como será en un futuro la distribución de la electricidad en la que el sistema está cargada o tiene conectados muchos o varias independientes arquitecturas de distribución en corriente continua DC. Valores de 280 Vdc en casas, centros comerciales, datas centers entre otros… pues no estaría mal, además la DC es menos propagación de ondas electromagneticas en el entorno y hay muchas ventajas de la DC frente a la AC. Claro, asumo que alguien recordará a Tesla y su energía free for all, pero hasta lo que se ve, la idea es la misma, la de mantener el mercado electroenergético mediante la compra de electricidad, cambio de repuestos/máquinas, etc… lo mismo de ahora pero en DC, con un pequeño aliciente, en aquellos países que se permita, podrán ser con una inversión, autogeneradores mediante turbinas de viento o paneles solares fotovoltaicos o etc.. pero las reglas de juego al menos a lo que se ve, siempre serán a favor de las empresas públicas o privadas de electricidad… el mercado tiene que sobrevivir, ese es el mensaje. Por lo tanto, si miran bien esta figura, verán que hay mucho por investigar, desarrollar, innovar… Ánimos que si lo pueden hacer en laboratorio excelente !! si no lo pueden, pues están las herramientas de modelamiento y simulación.. Saludos cordiales.


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irradiación estudio completo sobre piso nominal

Bueno, es casi un estudio completo, se puede ir agregando otra información que no coloco en la presente. Entonces, en un emplazamiento determinado, los modelos matemáticos, nos permiten también calcular lo que es radiación difusa horizontal, irradiación sobre superficie horizontal, entre otras. Estos cálculos vienen a ser los ideales y que sirven de marco referencial para el análisis de datos in situ recolectados.


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irradiación sobre piso nominal

Dado una ubicación dada en el planeta, considerando su latitud y demás ángulos solares necesarios, me enfoco en realizar los cálculos que conlleven a predecir el valor de los parámetros cada vez que el sol está en en zenith. Por lo tanto, en ese día del año (eje horizontal la irradiación extraterrestre, es atenuada por la atmósfera y eso es lo que lleva sobre el piso. En aquel lugar de estudio, el ángulo de altitud varía durante el año así como los demás ángulos como por ejemplo la inclinación solar que se muestra también. Hecho en Matlab considerando modelos teóricos y que doy el servicio de hacer los cálculos para cada ubicación que me soliciten.


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DERs with different control strategies

  1. DERs grid-forming: Estas unidades son la columna vertebral de las microgrids. Siendo responsable de mantener estable las condiciones del sistema de potencia, estas unidades constantemente hacen control de frecuencia y voltaje tener a tono los sistemas de generación y la demanda. Estas unidades pueden ser convencionales generadores síncronos o Inversores de Fuente de Voltaje (VSI) con almacenamiento de baterías.
  2. DERs grid-supporting: Unidades controlables (despachables) los cuales son dependientes del voltaje y frecuencia del bus. Estas unidades pueden ser de almacenamiento (volantes de inercia, baterías, almacenamiento térmico) o generadores cuyos principal recursos son despachables (celdas de combustible, micro turbinas, etc).
  3. DERs grid-following: Generadores no controlables. Estas unidades son frecuentemente diseñados para maximizar su salida por medio de Seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT). Ellos no realizan control de frecuencia y voltaje en su PCC, en su lugar, ellos “siguen” la señal de voltaje y frecuencia y actúan como una fuente de corriente. La principal guía para esta estrategia de control es la incertidumbre de la fuente de energía primaria de estas tecnologías. Algunos ejemplos son las celdas fotovoltaicas y las pequeñas turbinas eólicas.

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modelo termico de panel solar para temperaturas parte posterior

Cuando la radiación solar incide sobre un panel parte se transforma en energía eléctrica, otra parte se refleja, otra atraviesa el panel (excepto aquellos que tienen un tapa de polímero en la parte posterior) y parte se queda cambiando la cantidad de energía interna con el consiguiente incremento de la temperatura de las celdas fotovoltaicas. La figura, resultado de un estudio térmico sobre paneles nos arroja la temperatura en la parte posterior de un panel con tapa (que ya no deja pasar la luz hacia atrás porque tiene una superficie que lo cubre, bien para reflejar o bien para soporte) y la temperatura en estado estable fijada en el interior del panel, y esta curva cambia debido a que en el eje horizontal se ha considerado la velocidad del viento que indice sobre el panel enfriándolo (llevándose consigo parte de la energía térmica capturada por el panel fotovoltaico de la irradiación solar). Hecho en Matlab de MathWorks para quienes gustan de los procesos de modelamiento y simulación en todos los campos… Inviten si hay trabajo o proyectos que sean de hecho pagados…


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Maximum efficiency of photovoltaics as a function of their band gap

En la figura se muestra un estimado del impacto de las bandas prohibidas sobre la eficiencia máxima teórica de los materiales fotovoltaicos tanto para AM0 y AM1. La figura incluye bandas prohibidas y efieiencias máximas para cualquiera de los más prometedores materiales fotovoltaicos que se vienen desarrollando hoy. El motivo de la depleción hacia los lados es causado por (a) fotones con insuficiente energía para colocar electrones dentro de la banda de conducción y (b) fotones con energía en exceso de lo necesario, entre otros factores como: recombinación de huecos y electrones antes que ellos puedan contribuir al flujo de corriente, resistencia interna de la celda la cual disipa potencia, fotones que no son absorbidos.


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Band-Gap Impact on Photovoltaic Efficiency

Conocemos que la banda prohibida del silicio es 1.12 eV lo cual corresponde a la longitud de onda de 1.11 micrómetros, esto hace que cualquier energia en el espectro solar con longitudes de onda más largas que 1.11 micrómetros no pueda enviar un electrón a la banda de conducción. Y, cualquier fotón con longitud de onda menor a 1.11 micrómetros desechará su energía extra. Según la curva AM 1.5, 20.2 % de la energía en el espectro se pierde debido a que los fotones tienen menos energía que la banda prohibida (hv < Eg), y otro 30.2 % se pierde debido a que los fotones tienen hv > Eg. El remanente 49.6 % representa la máxima posible fracción de la energía del sol que puede ser colectada por una celda solar de silicio. Es decir, estas restricciones impuestas por la banda prohibida del silicio limitan la eficiencia del silicio a un poco menos del 50%… he ahí la labor de lograr esa eficiencia ideal.


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PV module manufacturing costs for DOE_US Industry Partners

Los costos de amortización de la generación fotovoltaica cayó dramáticamente en los 90’s. Los costos cada vez más asequibles de los paneles fotovoltaicos hacen que estos sean ya factibles de disponer en hogares, talleres, colegios, etc… pero hay que sostener un gestión para que sea parte de las normativa de cada país el que cada ahora cliente del servicio público de electricidad pueda ser un generador de energía eléctrica para su propio consumo y si logra producir más pueda entonces vender a la red eléctrica externa. Este período que se observa en la figura implica muchos cambios tecnológicos en la producción de los paneles solares, he hicieron muchas mejoras y es bueno que los grupos de investigación se enteren para que puedan estar al tanto de las numerosas técnicas que se desarrollaron en aquella época. En cuanto a la normativa, me apunto…


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Best laboratory PV cell efficiencies for various technologies

Ya por los años 80’s se tenía en laboratorio celdas fotovoltaicas con elevadas eficiencias, lo cual hacia ya posible cualquier aplicación terrestre tales como calculadoras de bolsillo, señales y llamadas de emergencia, bombeo de agua rural y pequeños sistemas de casas. Todo este desarrollo emerge de la crisis de energía de los 70’s. Se puede observar que según la tecnología hay progresos importantes como los multiunión y continuos como en general en las otras tecnologías. Las universidades son llamadas a estar al tanto de la tecnología y si es posible desarrollarla o modelarla y simularla para que a fin de cuentas se comprenda mejor lo que se hace en la práctica y se haga sinergía entre la teoría, fabricación y aplicaciones.


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