Archive for the ‘Turbina submarina’ Category


A representative size, height, and diameter of wind turbines is the next figure.

Las necesidades de energía del mundo siguen en crecimiento y por lo tanto tienen que ser abastecidas. Impulsado por la necesidad, la indutria y la investigación hace posible tener turbinas eólicas cada vez de mayor tamaño, con nuevos materiales, nueva electrónica, nuevos sistemas de control y más.

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In this post, I am writing about various concepts for vertical axis turbines in the next figure.

Source: James. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers. “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”. John Wiley and Sons Ltd., 2009.


In this post, I am writing about various concepts for horizontal axis turbines in the next figure.

Source: James. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers. “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”. John Wiley and Sons Ltd., 2009.


The power output of a wind turbine varies with wind speed and every wind turbine has a characteristic power performance curve. With such a curve it is possible to predict the energy production of a wind turbine without considering the technical details of its various components. The power curve gives the electrical power output as a function of the hub height wind speed. The figure presents an example of a power curve for a hypothetical wind turbine. The performance of a given wind turbine generator can be related to three key points on the velocity scale:
Cut-in speed: The minimum wind speed at which the machine will deliver useful power.
Rated wind speed: The wind speed at which the rated power (generally the maximum power output of the electrical generator) is reached.
Cut-out speed: The maximum wind speed at which the turbine is allowed to deliver power (usually limited by engineering design and safety constraints).

Source: James. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers. “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”. John Wiley and Sons Ltd., 2009.


Today, the most common design of wind turbine, and the type which is the primary focus of this book, is the horizontal axis wind turbine (HAWT). That is, the axis of rotation is parallel to the ground. HAWT rotors are usually classified according to the rotor orientation (upwind or downwind of the tower), hub design (rigid or teetering), rotor control (pitch vs. stall), number of blades (usually two or three blades), and how they are aligned with the wind (free yaw or active yaw). Figure shows the upwind and downwind configurations.


Source: James. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers. “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”. John Wiley and Sons Ltd., 2009.

J1052: Hoy jueves 27 diciembre 2018 recibí el Diploma de Doctor en Ciencias mención Física por la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. // Today, Thursday, December 27, 2018, I received the Diploma of Dr. in Sciences with mention in Physics (Dr. Physics) from the National University of Engineering, Lima, Peru.


Hoy jueves 27 diciembre 2018 recibí el Diploma de Doctor en Ciencias mención Física por la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. // Today, Thursday, December 27, 2018, I received the Diploma of Doctor of Sciences  with mention in Physics (Dr. Physics) from the National University of Engineering, Lima, Peru.

Algunas fotos // some photos:

Recibiendo el diploma en Oficina de Grados y Títulos de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. // Receiving a diploma in the Office of Degrees of the National University of Engineering, Lima, Peru.

En frente al Rectorado de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú // In front of the Rector’s Office of the National University of Engineering, Lima, Perú.

Con mi asesor Dr. Manfred Horn (a mi co-asesor Dr. Josep Guerrero en la Universidad de Aalborg, Dinamarca, muchas gracias también) // With my advisor Dr. Manfred Horn (a my co-advisor Dr. Josep Guerrero at the University of Aalborg, Denmark, thank you very much too) //

De mi fanpage // of my Fanpage:
Gracias a todos… A quienes estuvieron, están y/o estarán en este camino… Gracias por su espera, paciencia, enseñanzas, cariño, alegrías… estas cosas no se logran de la noche a la mañana… Queda aún algunos años para devolver lo recibido de la vida… Hoy jueves 27 Diciembre 2018 recibí el diploma de Doctor en Ciencias con mención en Física y al igual que mis grados y títulos anteriores me fue entregado en Ventanilla de una Oficina de Grados y Títulos y está bien, porque todos somos capaces, todos somos seres humanos… // Thank you all … Those who were, are and / or will be on this path … Thank you for your wait, patience, teachings, affection, joys … these things are not achieved overnight … There are still some years to return the received of life … Today, Thursday, December 27, 2018, I received a Doctor of Science degree with a mention in Physics and, like my previous degrees and diplomas, it was delivered to me in the Office of Degrees and Titles and that’s fine, because we’re all capable, we’re all human beings …. Fuente/Source: http://www.facebook.com/jorgemirezperu
Email: jmirez@uni.edu.pe

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

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)

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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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


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“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

 


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El viento es masa de aire en movimiento y por lo tanto energía cinética neta. Esta masa en movimiento antes de interactuar con las palas de una turbina eólica se desplaza libremente según la diferencia de presiones entre dos zonas de la atmósfera que permite la creación de los vientos. Esta presión permite que se definan unas líneas de flujo. Al momento de interactuar con la turbina parte de la energía cinética contenida en el viento es capturada por los álabres de la turbina y por lo tanto, disminuye su energía cinética que es la esencia de la energía que contienen, y por lo tanto, como resultado se observa una reducción de la velocidad del viento y una expansión de las líneas de flujo caracterizado por una leve reducción de la densidad. Pasada cierta distancia el aire de alrededor de esta velocidad reducida comienza a compensar y comprimir estas líneas de flujo expandidas a un estado normal para ello se gasta parte de energía del viento circundante interactuada por goles cinéticos entre las moléculas de los diferentes componentes del aire.


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Recurriendo al concepto de líneas de corriente en un fluido en movimiento nos servirá para explicar como es que se genera el empuje en el álabe de un aerogenerador, ala de avión o álabe de turbina submarina. El gas aire que viene hacia el álabe al incidir sobre el álabe se divide en dos partes una que pasa por una zona concava de tal manera que es compromido (se crea una zona de alta presión) y las líneas de fuerza se unen desarrollando una fuerza sobre el área expuesta del álabe; y otra zona, sobre el lado convexo en que las líneas de flujo se separan creando una zona de baja presión y que produce una fuerza en la  misma dirección de la que se genera en la zona de alta presión. Pero de estas dos fuerzas la que predomina es el de la zona de alta presión, y que se suma al de baja presión, creando el concepto de empuje que permite el movimiento en la dirección de la fuerza resultante del álabe.


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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


proyectos_generación_renovables_peru

Se ha venido realizando varios proyectos de generación con fuentes de energía renovables. La figura muestra los proyectos que han sido implementados o están en construcción o han sido adjudicados hacia el año 2013. Han habido varias dificultades, la primera se refiere a la poca visión del gobierno peruano de no haber considerado precios asequibles y tentadores para que los inversionistas privados tengan el interés por participar. El otro punto viene a ser las trabas administrativas, la excesiva documentación solicitada en tales subastas hechas por el Estado Peruano y un panorama no tan claro de perspectiva de energías renovables. Un estudio de máxima inyección de energía eólica al Sistema Nacional de Electricidad provee una cierta cantidad muy baja en porcentaje a la máxima demanda de todo el sistema, en comparación a las perspectivas tecnológicas de que en países como Dinamarca, se tiene como meta que toda la energía sea provista a partir de fuentes de energía renovables. Cuál es la traba? Pues los contratos de mediano y largo plazo con empresas generadoras a base de combustibles fósibles (petróleo, gas) con lo que el suministro de se ve ya sujeto a la quema de hidrocarburos, en un país que es el tercero entre lo más afectados por el cambio climático global. Salvo mejor opinión.


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Droop tiene muchos usos y aplicaciones en el control de motores. Sin algún forma de droop, el control de velocidad del motor sería inestable en la mayoría de los casos. Droop se define como una disminución en el ajuste de velocidad en la carga aumenta. Droop se expresa como un porcentaje de la velocidad original de ajuste desde sin carga hasta plena carga. El porcentaje normal de recomendada de droop es de 3% a 5%. Un mínimo de 2,5% es necesario para mantener la estabilidad en un regulador de velocidad-droop. Droop se calcula con la siguiente fórmula:

droop_formule

Si en lugar de una disminución en la velocidad de ajuste de un incremento tiene lugar, el gobernador es mostrando droop negativa. Droop negativa causará inestabilidad en un gobernador. Gobernadores hidro-mecánicos simples tienen la función droop incorporado y siempre operar en droop. Gobernadores más complejos incluyen droop temporal, que
devuelve el valor de velocidad en su valor original después de la velocidad del motor a recuperado de un cambio en la velocidad o de cargas. La droop temporal se llama “Compensación”.

En un sistema sin droop, un aumento de la carga hará que el motor se desacelere. El gobernador responderá aumentando el combustible hasta que la velocidad del motor haya regresado a la velocidad original.

Debido a las propiedades combinadas de la inercia y la potencia de retardo, la velocidad del motor continuará aumentando más allá de la ajuste de velocidad original, provocando un sobrepico en la velocidad. Tendrá el gobernador que responder disminuyendo la velocidad para corregir la rebasamiento. Esto puede ahora demasiado corregir la velocidad en la otra dirección que provoca un sobrereducción. Esta corrección excesiva de la velocidad en ambas direcciones (inestabilidad) se amplificar hasta que el motor se dispara por sobre exceso de velocidad (ver figura)

response_curves_of_governor_without_droop_or_compensation

Figure: Response curves of governor without droop or compensation


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El control por lógica difusa emula la forma en que un ser humano toma decisiones para controlar un proceso a través de una serie de reglas. En los Sistemas de Conversión de Energía Eólica está técnica también ha sido aplicada y en las siguientes referencias se presenta una revisión de las investigaciones realizadas:

En 1997, Simoes y colegas, diseñaron un sistema de control basado en tres controladores difusos, cada uno con un objetivo diferente. El primero, sigue la velocidad del generador con la velocidad del viento para extraer la máxima potencia. El segundo, programa el flujo de la máquina para el mejoramiento de la eficiencia con cargas ligeras. El tercero, entrega un control de velocidad robusto contra las ráfagas de viento y el toeque oscilatorio de la turbina.

En 1999, Perales y colegas, implementaron un controlador difuso que permite maximizar la extracción de la poetncia eólica y suavizar la variación del torque y en combinado con el control del generador que utiliza el método de control vector.

En 2000, Chen y colegas, persentaron un sistema electrónico de potencia basado en lógica difusa para el control del torque electromagnético para la máxima extracción de potencia y el mejoramiento del desempeño dinámico del Sistema de Conversión de Energía Eólica – SCEE. Esta técnica no necesitó de información sobre la velocidad del viento y a través de simulaciones se demostró la efectividad del método.

En el 2002, Prats y colegas, informan los resultados de su investigación cuyo principal objetivo era el mejoramiento del control de velocidad y la extracción de energía de una turbina eólica de 800 kW. El controlador difuso diseñado para el control del ángulo de paso y el torque, tiene como entradas el error de la velocidad y la medida de la velocidad del rotor, y como salidas tiene el ángulo de paso de referencia y el torque eléctrico de referencia. Con simulaciones realizadas se demostró la robustez del controlador difuso y se observó que puede mejorar el desempeño de la turbina eólica en diferentes velocidades de viento, por encima y por debajo de la nominal.

En 2006, Yang y colegas, desarrollaron dos sistemas de control difuso. El primero tenía como objetivo obtener la máxima transferencia de potencia y mantener la frecuencia constante con velocidad variable por medio del control de la velocidad del generador y alcanzar la máxima relación de velocidad de punta en velocidades de viento bajas. El otro control difuso fue diseñado para mantener la frecuencia y la potencia de salida constantes controlando el ángulo depaso y la velocidad de rotación de la turbina eólica.

En el 2006, Zhang y colegas, diseñaron un controlador difuso para controlar el momento de rotación del rotor aerodinámico y el momento inverso del generador. Se realizaron simulaciones y fueron comparadas con las realizadas por un controlador PID obteniendo resultados mejores.

En el 2006, Kumar y colegas, desarrollaron un control basado en lógica difusa para un Sistema de conversión de energía eólica con un generador de inducción de jaula de ardilla conectado a la red eléctrica y que tenía como objetivo mantener constante la velocidad del generador para diferentes velocidades de viento. En este controlador se definieron como entradas el error y su derivada, y como salida, fue definida la amplitud de corriente del estator.

En el 2007, Amendola y Gonzada, diseñaron un controlador difuso que controla la extracción de la energía eólica, aplicado al control del angulo de paso. la velocidad está regulada por otro controlador difuso que actúa sobre el torque del generador de modo que siga el valor de referencia generado  por un estimulador óptimo de la velocidad angular. Las simulaciones arrojaron buenos resultados en las tres regiones de operación de la turbina y con vientos turbulentos.

La lógica difusa es una extensión de la lógica tradicional (booleana) que utiliza los conceptos de pertenencia de sets más parecidos a la manera de pensar humana. El concepto de un subset difuso fue introducido por L. A. Zadeh en 1965 como una generalización de un subset exacto (crisp subset) tradicional. Los subsets exactos usan lógica Booleana con valores exactos como por ejemplo la lógica binaria que usa valores de 1 ó 0 para sus operaciones. La lógica difusa no usa valores exactos como 1 ó 0 pero usa valores entre 1 y 0 8inclusive) que pueden indicar valores intermedios (Ej.: 0, 0.1, 0.2, … 0.9, 1.0, 1.1, … etc). La lógica difusa también incluye los valores 0 y 1 entonces se puede considerar como un superset o extensión de la lógica exacta.

 


En 2005, Bianchi y colegas propusieron un sistema de control de ganancia programada con el concepto de Sistemas Variantes de Parámetros Lineales (LPV del ingles Linear Parameter Varying) donde los objetivos principales son la maximización de la eficiencia de la conversión de la energía eólica, la operación segura, el amortiguamiento de modos resonantes, la estabilidad y la robustez. Esta estrategia fue aplicada a un Sistema de Conversión de Energía Eólica (SCEE) de velocidad variable.

En el 2007, Muhando y colegas, presentaron una estrategia de control que estabiliza al SCEE de velocidad variable en todos los puntos de operación por medio del método de ganancia programada, y además, utilizando estimadores para obtener el torque aerodinámico y la velocidad rotacional. Este control adaptativo utiliza la técnica Gaussiana Cuadrática Lineal (LQG del inglés Linear Quadratic Gaussian).

En 2007m Ostergaard y colegas, desarrollaron una estrategia de control en la cual se identificaron varias condiciones de operación del SCEE y fue diseñado un controlador cuadrático lineal (LQ del inglés Linear Quadratic) para cada punto de operación. Adicionalmente, como los estados y la variable de ganancia programada no están en línea era necesario el diseño de un observador para la estimación de estados y perturbaciones.