Archive for the ‘Storage’ Category


charge and discharge battery

The present post describe the charge and discharge process of a battery bank of a microgrid. This microgrid have a aleatory voltage with inferior and superior limit. The current and electric power of charge and discharge is in picture. This simulation has writing and processing on Matlab/Simulink of MathaWorth Inc. Actually my interest is the control, optimization and management of microgrid DC. Greetings from Perú.


 

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single-line diagram of the test power system including the advanced DES systems

En este post muestro el ejemplo que han usado para analizar la performance de un sistema eléctrico que cuenta con un Distribuited Energy Storage (almacenamiento de energía distribuida… o su equivalente en español). Muchos de estos escenarios no han sido construidos porque toda vez, éstos se están recién investigando en el mundo, y lo que se ha podido construir son casos puntuales en que casi a medida del laboratorio, universidad o institución de investigación se han implementado. Observen la cantidad de potencia que está involucrada y a eso apunta el mercado eléctrico, a una implementación masiva de estas soluciones en los mercados nacionales. Cargas eléctricas, barras y elementos de acondicionamiento de energía eléctrica desarrollados con electrónica de potencia son esenciales en estas implementaciones, que me encargo de estudiar y por medio de este blog compartir con la comunidad de habla española y a quienes usan el traductor del blog (en inglés). Si desean hacer sus políticas nacionales o estudios de impacto de las renovables o investigaciones relacionadas mi correo jorgemirez2002@gmail.com


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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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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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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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green residential micro grid on-line monitoring

En las microredes la forma de asegurarse su buen funcionamiento es el monitoreo continuo de los diferentes parámetros: voltaje, frecuencia (si es alterna), potencia activa, potencia reactiva (si es en alterna), corriente, temperatura, velocidad de viento, irradiación solar, densidad de electrolito en baterías (u otra técnica que infiera la cantidad de energía que tiene almacenada), etc… pero todo esto a una gran velocidad de captura de datos. Ya no es pensar que es lo que pasa cada hora, ni cada 10 minutos… es determinar lo que sucede en cada fracción de segundo, y la tecnología va por ahí, a tratar de medir en períodos mucho más cortos de tiempo de tal manera que se pueda detectar los transitorios rápidos y ultrarápidos si es posible y los diferentes elementos de la microred pueda actuar adecuadamente. Implica mucha información y hacia ello van las tecnologías de software, hardware y el modelamiento y simulación.


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Para algún día ser Premios Nóbel, seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad, una educación de base sólida, un buen mentor, un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional


condiciones_para_obtener_premio_nobel

“El Dr. Norrby comentó a los estudiantes de nuestro campus que para algún día ser Premios Nobel, no deben olvidar seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad por explicar ciertos fenómenos, una educación de base sólida, un buen mentor [alguien que te clarifique el camino y esté al tanto de lo que sucede en el mundo, de la importancia de tal o cual investigación en beneficio de la humanidad… tan importante es tener un buen mentor], un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel,  experimentos fuera de serie que rompan paradigmas en una rama que los intrigue y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional”.

Estimados (gentlement) lo comparto porque lo veo importante… muy importante lo diría si uno se fija en lo que sugiere el entrevistado y la realidad universitaria.

Fuente: http://www2.ccm.itesm.mx/sites/ccm.itesm.mx.talentotec/files/historico/talentotec055.pdf

 


primary_energy_energy_conversion_energy_storage_and_transmission_end_use_of_energy

Este es un post importanet en que se muestra en el enlace entre los diferentes formas de transporte y conversión de energía en el futuro sistema de energía sostenible. El sol es la fuente de energía primaria. La electricidad y varias formas de formas de celdas de combustible sintéticamente preparados son predominantes como portadores de energía y una variedad de tecnologías de conversión van a ser requeridas. Se muestra aparte de la energía primaria… las formas de tecnologías relacionadas a la conversion, almacenamiento y transmisión; así como también al uso final de la energía. Toda este flujo nos permite visualizar la tendencia tecnológica, lo que para fines de investigación orienta que temas son más prioritarios que otros.


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specific_power_vs_specific_energy_duty_cicle

Se había tratado en un post anterior algo semejante para elementos que hacen almacenamiento de energía y creo, que lo había en varios posts. La presente es la gráfica de los principales fuentes de generación de energía eléctrica que están considerados dentro del grupo de las energías renovables. Es una apreciación bien práctica para saber la capacidad de generación por unidad de peso tanto de energía como de potencia. Hay una relación en que hay tecnologías que tienen alta potencia específica pero baja energía específica y viceversa (equipos con alta energía específica y baja potencia específica) a excepción de los elementos de combustión interna que tiene un comportamiento parejo en ambas variables. Hago recordar que las máquinas de combustión interna, se utilizan como respaldo al sistema microgrid en momentos de falta de abastecimiento sea durante condiciones normales o en caso de corte de suministro.


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now I am member of Technical Program Committee de 2015 ISGT-LA Conference on Innovative Smart Grid Technolgies. Octuber 5-6-7, 2015. Montevideo – Uruguay.


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Please visit

http://www.isgtla.org/Programcommittee.html

The Web Site of 2015 ISGT-LA Conference

http://www.isgtla.org


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La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) es una organización de cooperación internacional, compuesta por 34 estados, cuyo objetivo es coordinar sus políticas económicas y sociales. Fue fundada en 1960 y su sede central se encuentra en el Château de la Muette, en París (Francia). En la OCDE, los representantes de los países miembros se reúnen para intercambiar información y armonizar políticas con el objetivo de maximizar su crecimiento económico y colaborar a su desarrollo y al de los países no miembros. Conocida como «club de los países ricos», la OCDE agrupa a países que proporcionaban al mundo el 70 % del mercado mundial y representaban el 80 % del PNB mundial en 2007.  Los principales objetivos de la organización son: Contribuir a una sana expansión económica en los países miembros, así como no miembros, en vías de desarrollo económico; favorecer la expansión del comercio mundial sobre una base multilateral y no discriminatoria conforme a las obligaciones internacionales, y; realizar la mayor expansión posible de la economía y el empleo y un progreso en el nivel de vida dentro de los países miembros, manteniendo la estabilidad financiera y contribuyendo así al desarrollo de la economía mundial.

Entonces en su compromiso con el medio ambiente, los países de la OCDE han asumido compromisos, pero no los que no pertenecen a la OCDE. La figura muestra una proyección a futuro en referencia a las emisiones de CO2, así que no sean envidioso e increpes contra algún país, porque la gráfica muestra el compromiso asumido por cada quien.

OECD_vs_Non_OECD_emissions

More info in: http://www.oecd.org/


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Help me para estar presente en The 17th Annual International Mars Society. South Shore Harbour Resort (SSHR), League City, Houston, TX, August 7-10, 2014


help_convention_annual_mars_society_jorge_mirez

 

convencion_mars_society_2014_USA (image in pdf)

CV Jorge Mírez:    CV_Jorge_Mirez_Super_Short_2014

memory help about i in Mars Desert Research Station (April/May 2013) ayuda_memoria_MDRS_2014


diagrama_charge_battery

La regla del amperio-hora para carga de las baterías de ácido-plomo es considerado como el más eficiente criterio de carga y que considera el tiempo de carga, con ello se logra una excelente performance de éste método para mantener la vida útil de la batería. Un ejemplo de esta aplicación es la que describimos en este post. Cuando la batería esta cargando, la corriente de carga Ic, el voltaje de carga Uc, la diferencia de potencial Eb entre la placa positiva y la placa negativa de la batería y el resistir interno Rb de la batería cumplen la ecuación descrita. Sólo cuando Uc > Eb la batería puede ser cargada. Durante la primera etapa, Eb es muy bajo, el voltaje Ub inicia con un pequeño valor, mientras la corriente permanece constante a un valor referencial, llamado: valor máximo de corriente. El set point de la corriente de carga está cerradamente relacionado con la capacidad de la batería. Cuando la diferencia de potencial de la batería gradualmente se incrementa, el voltaje de carga crece y con ello la batería puede ser cargada acorde a la ecuación mostrada. El segundo paso inicia cuando el voltaje de la batería alcanza cierto nivel, el cual es definido por las características de la carga, dependiendo de su capacidad y el número de celdas de la batería. Generalmente, esto es un 90% del total de la capacidad de carga de la batería. Durante esta fase, las variables de control actuán sobre la corriente y el voltaje. El voltaje se mantiene in cambiable en un mismo valor, mientras la corriente gradualmente decrece hasta el value set de la etapa inicial. El sistema de carga es por lo tanto muy complejo.


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relationship between the charging current and charging time

En el siglo XX, científicos americanos determinaron la curva de carga óptima de las baterías de ácido – plomo. Si la corriente de carga se ubicaba en la trayectoria del a curva óptima, las horas de carga se realizaría sin la presencia de cualquier efecto por la capacidad y tiempo de vida de la batería. Esto significa, que la corriente de carga expresada en amperios en cualquier momento del ciclo de carga no sobrepase la capacidad de la batería en aquel momento, expresada en Amperio-hora. Las curvas de la figura representan la relación entre la corriente de carga y el tiempo de carga en el que intervienen la capacidad de adopción de la corriente (máxima corriente en el tiempo t=0) y una constante que es el coeficiente de atenuación de la batería.


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energy_transformation_mode

En la figura les muestro un análisis de los modos de transformación de energía en los sistemas de generación de energías renovables. En dichos sistemas, la potencia eléctrica generada es que alimenta a las cargas con una alta prioridad. Si la energía eléctrica generada es excesiva a la demanda de las cargas eléctricas, el plus es usado para cargar las baterías, y si la batería se carga totalmente, la sobreflujo de potencia se envía a la red de distribución local si éste existe. El trabajo de la batería tiene tres status: desconectado del sistema, cargado por el sistema o en descarga para suministrar potencia a las cargas.

three_Working_status_of_Battery


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bateria_microgrid_alvaro

Un proceso de simulación tiene que ver mucho con el adecuado criterio de los valores reales que como datos deben alimentar (ingresar) al programa a fin de que éste lo pueda procesar y obtener resultados fiables. En el caso de una red eléctrica normal o que sea microgrid, la magnitud del voltaje es algo que aparte de ser sencillo de medir (en el caso de AC mucho más fácil que en DC) es un dato importante de la condición de funcionamiento de la red eléctrica. El voltage varía aleatoriamente entre un rango considerado como válido por la normativa eléctrica de +/- 5%, sin embargo, dichos valores hacia arriba o hacia abajo, pueden determinar la condición de carga o descarga de una batería. La descarga estaría asociada a un proceso de compensar la pérdida de voltaje o suministro por demanda no atendida. El analizar los datos de performance son de hecho necesarios, es por ello que observan en la figura, una imagen de simulación de batería con varias salidas a forma de archivo de datos *.mat; ya con esos datos se puede trabajar en entorno Matlab, con más detalle y obtener comportamiento de mucho más variables …


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