Archive for the ‘Thermal Energy Storage’ Category


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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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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Jorge Mírez – Servicios en Ingeniería y Educación. WebSite: http://www.geocities.ws/jorgemirez WhatsAap: (+51) 970030394 Sede: Lima, Perú (disponibilidad de ir a provincias y exterior).


Jorge Mírez Tarrillo_Publicidad-1

Transmisión en Vivo del Encuentro de Académicos y Profesionales Chota 2016. Hoy 28 Dic 2016. De 14 h (hora Perú) se da link YouTube


"Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural "Akunta" de la CIudad de Chota"....
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016 
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.
Link Youtube de transmisión en vivo: http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA"
Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural “Akunta” de la CIudad de Chota”….
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.

Link Transmisión en Vivo y en Directo en Español

http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA

 

Meeting of Academics and Professionals / Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016. Miércoles 28 Dic 2016 (Wed, Dec 28, 2016). 14:00 h – 20:00 h. Lugar: Complejo Cultural “Akunta”. Chota, Perú.


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Se invita a todos los que desean participar como Ponentes de este Encuentro. Las reglas son:

  1. Las ponencias serán de al menos 15 minutos.

  2. Hay espacio para 24 ponencias de 15 minutos.

  3. Las ponencias serán transmitidas vía internet por dos canales de YouTube (uno en español y otro en inglés con traductor en vivo).

  4. Los ponentes enviarán hasta el 21 de diciembre sus ponencias y CV para ser colocados en el Programa del evento.

  5. El modelo del CV en formato Word está disponible en el siguiente link: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/map-chota-2016_nombreyapellidoponente_cv.docx

  6. El modelo de la presentación en formato PPT está disponible en: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/ppt_mar-chota-2016_autor.pptx

  7. Los archivo PPT y Word enviarlo a jmirez@uni.edu.pe


Motivación del Encuentro

Las fiestas de fin de año reúnen a la familia y amigos, para lo cual se da el retorno de estudiantes, académicos y profesionales desde sus centros de estudio, investigación y de trabajo a sus ciudades de origen (en los diferentes ciudades y pueblos a nivel nacional)  a pasarla en familia, con las amistades o simplemente es un tiempo de retorno a nuestros lugares de origen.

Este es un motivo especial para reunirnos para conocernos y compartir lo realizado durante el año mediante la conversación y ponencias tanto en lo académico y en las experiencias profesionales sean éstas realizadas en el sector público como privado.

Chota, la Atenas del Norte del Perú, se viste de gala al organizar el MAP Chota 2016 e invita a ser parte de este encuentro entre estudiantes de escuelas, colegios, pregrado y postgrado, académicos, profesores, padres de familia, investigadores, profesionales, organizaciones de base y sociedad en general  de fin de año 2016 y hacemos el llamado a todas las ciudades del Perú a que se realicen eventos similares, y hacemos extensivo también a todos los pueblos y ciudades de América Latina.

Durante el MAP Chota 2016 estamos organizando algunas actividades extras: como un compartir; feria tecnológica, artesanal y artística; exposición de fotografías y de libros.

Las seis horas que durará el evento quedará guardado en YouTube y la participación en el evento como Ponente o Asistente es totalmente libre y gratuito. Quedan todos invitados a participar.

Página Web del Encuentro http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016


J996_Manifestación de la energía geotérmica en el Perú

En Perú – mi país – la manifestaciones de energía geotérmica son debidos principalmente a la interacción entre la placa oceánica de Nazca que se desplaza hacia el interior y por debajo de la placa continental. Esto se llama movimiento convergente de las placas. Cerca a la costa hay una parte profunda que por coincidencias de la naturaleza se llama el uppelling peruano, generador de la gran riqueza marina y que espero se conserve para la alimentación de la población peruana (dado que tenemos una fuente excelente de alimentación, pero tenemos 14 % de niños con desnutrición) ya que se lee en noticias que eso lo venden a las empresas extranjeras y el Ministerio del Medio Ambiente está pintado. En la parte central del Océano Pacífico asciende magma del interior de la Tierra lo cual es un movimiento divergente de las placas oceánicas. Recordar que el manto tiene 1.5% de material fundido que es sobre el cual la corteza terrestre “flota” y basta temperaturas de 700 °C para que las rocas de la placa de Nazca que se desplazan hacia abajo y por debajo de la placa continental se fundan. Hay zonas propensas de terremotos por lo general ubicados en lo que corresponde al Cinturón de Fuego del Pacífico. En el Sur de Perú y Chile hay volcanes bastante activos y muchas manifestaciones en superficie (fumarolas, aguas termales, etc) de indicios de anomalías térmicas que implica una cercanía del magma a la superficie terrestre o la presencia de fallas o fisuras que permiten ello. Con importancia para quienes deseen realizar investigaciones en la determinación de potenciales recursos geotérmicos y la predicción de terremotos…


J989_Emisiones de CO2 en los ciclos de vida de las diferentes fuentes de energía

In the present post a comparasion has been development between differents energy sources: Coal, Oil Thermal, Single Cycle, Combined Cycle, Nuclear Power, Hydropower, Geothermal (my lecture interest in this days in this days), Solar PV Power and Windpower Plant. There is one cycle call “binary cicle” in Geothermal with minimum impacto in enviromental (cuasi zero CO2). Goethermal have a good potential in applications as heat and electric power generation. In Perú it have a promisore future and other countries too. Mathematical models and numerical simulations in Matlab/Simulink of this topic is of my interest.


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.


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)


Architecture of a DMSC

 

The figure shows the DMSC controller building blocks that assess operating conditions and find the control settings for devices connected to the network. The key functions of the DMSC are state estimation, bad data detection and the calculation of optimal control settings. The DMSC receives a limited number of real-time measurements at set intervals from the network nodes. The measurements are normally voltage, load injections and power flow measurements from the primary substation and other secondary substations. These measurements are used to calculate the network operating conditions. In addition to these real-time measurements, the DMSC uses load models to forecast load injections at each node on the network for a given period that coincides with the real-time measurements. The network topology and impedances are also supplied to the DMSC.
The state estimator uses this data to assess the network conditions in terms of node voltage magnitudes, line power flows and network injections. Bad measurements coming to the system will be filtered using bad data detection and identification methods.

Source:
SMART GRID
TECHNOLOGY AND APPLICATIONS
Janaka Ekanayake
Cardiff University, UK
Kithsiri Liyanage
University of Peradeniya, Sri Lanka
Jianzhong Wu
Cardiff University, UK
Akihiko Yokoyama
University of Tokyo, Japan
Nick Jenkins
Cardiff University, UK
A John Wiley & Sons, Ltd., Publication


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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