Archive for the ‘Turbina’ Category


Buenos dias, les dejo a continuación las diapositivas de mi Taller “Taller: Turbinas EólicasConcepto, Modelos y Simulación Numérica” dictado durante el I Congreso de Ing. Mecánica Eléctrica en UNTELS, Lima Perú Noviembre 28, 2017. La parte de ecuaciones y desarrollo de códigos de computadora fueron realizados en pizarra y proyectados en scram los resultados de los códigos hechos en clase.
Invitados a mis redes sociales dar Me Gusta a mi Fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu y visitar mis otros blogs en http://www.geocities.ws/jorgemirez 

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En la figura del presente post se muestra la producción de energía eléctrica durante un período de 48 horas. La figura 2.3 a muestra los promedios de medición cada 1 segundo y partir de dichos valores se calcula los promedios de producción de energía cada 10 minutos, los cuales son mostrados en la figura 2.3 b. Los promedios cada 10 minutos son algo más suaves en comparación con los promedios cada 1 segundo.Esto indica que la mayoría de los variaciones ocurren en una escala de tiempo menor a 10 minutos. Algo que considero evidente, sin embargo, recibo muchas aún viejas ideas de incluso un tiempo mayor para realizar y considerar criterios de operación de turbinas eólicas. Esta es información importante a considerar en sus estudios de investigación y diseños, cualquier consulta o trabajo de modelamiento matemático y simulación numérica, me escriben…

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


design-of-entire-system-microgrid-dc

Este es un esquema bastante interesante aunque no lo veo tan práctico, sin embargo, considero que el autor visualizó la idea de dos lugares diferentes con diferente potencial energético renovable en la misma área en que se implementa la microred. Hacia el lado izquierdo se visualiza turbinas eólicas como fuente de generación renovable y en la derecha se visualiza que son paneles solares. En ambos lados se tienen cargas AC y DC. El bus de la microred prácticamente está partido en dos. A ambos sub-bus se conectan con conversores AC/DC a un sólo bus o barra que viene a ser la del punto de común acoplamiento con la red eléctrica externa, a la que también está conectada un sistema de almacenamiento que da soporte a ambas partes de la microred. Existen también supercapacitores, pero considero que estos están más que todo por asuntos de mejorar la calidad de la energía eléctrica que por un respaldo en bloque de toda o parte de la microred.

Fuente: Wenchao Fan, Zaijun Wu, Xiaobo Dou et at “Design of a Microgrid with Low-Voltage Ride-Through Capability and Simulation Experiment”. Journal of Applied Mathematics, Vol.2014, Art. ID 324527


costo-referencial-de-la-energia-eolica-terrestre-y-la-escala-de-utilidad-pv

El viento y la energía solar fotovoltaica son actualmente las fuentes de electricidad de más rápido crecimiento a nivel mundial. En 2015, su generación adicional anual alcanzó más del 90% de la demanda incremental de electricidad. Entre 2008 y 2015, el coste medio del viento terrestre disminuyó en un 35% y el del PV solar en casi un 80% (ver Figura). La madurez tecnológica y los costes más bajos hacen que la energía eólica y solar sea una opción cada vez más atractiva para los responsables políticos que buscan cumplir los objetivos de la política energética, como mejorar la seguridad energética mediante la diversificación de la oferta, la reducción de la contaminación local y la reducción de las emisiones de CO2. Se espera que la energía eólica y solar contribuyan de manera decisiva a cumplir las ambiciones del Acuerdo de París. Su contribución a los sistemas de energía en todo el mundo está pasando rápidamente de marginal a general, incluso en los países emergentes y en desarrollo.

Fuente: International Energy Agency. “Next Generation Wind and Solar Power: From cost to value”. IEA Publications http://www.iea.org/. Paris October 2016.


morebooks-jorge-mirez-libro-introduccion-modelamiento-simulacion-de-microredes-de-energia portada_primer_libro

Enlace del libro (información, precio, compra): https://www.morebooks.de/store/es/book/introducci%C3%B3n-al-modelamiento-y-simulaci%C3%B3n-de-microredes-de-energ%C3%ADa/isbn/978-3-639-63529-4

Introducción al Modelamiento y Simulación de Microredes de Energía
Un acercamiento a los sistemas eléctricos del futuro mediante la ingeniería, física, matemática y programación
Editorial Académica Española (2016-10-25 )

ISBN-13:978-3-639-63529-4
ISBN-10:3639635299
EAN:9783639635294

Idioma del libro:
Notas y citas / Texto breve:

En el libro desarrollo el modelamiento y simulación de una microred (microgrid) de voltaje continuo/alterno alimentado con fuentes solar fotovoltaica, eólica, de almacenamiento, una red eléctrica convencional (red de empresa pública o privada de electricidad) y que posee además cargas eléctricas. En dicha microgrid se realiza la evaluación del comportamiento de los parámetros del sistema: voltaje, corriente, potencia y energía eléctrica, en condiciones normales de funcionamiento. Matlab/Simulink de MathWork Inc. es la herramienta de simulación usada y los códigos son dados en Anexos. El libro está pensando para un amplio círculo de lectores, entre: (a) estudiantes de pregrado y postgrado de diferentes carreras relacionadas a la temática de microgrids, energias renovables y energia en general, como son de ingeniería mecanica, eléctrica, electrónica y electromecanico; física, matemática, computacion, economía, entre otras; (b) empresarios y profesionales que desean especializarse o ampliar sus conocimientos en energías renovables y/o modelamiento matemático y simulación numérica; (c) autoridades y público en general interesados en temas de energía.
Editorial: Editorial Académica Española
Sitio web: https://www.eae-publishing.com
Por (autor): Jorge Luis Mírez Tarrillo
Número de páginas: 240
Publicado en: 2016-10-25
Categoría: Tecnología
Palabras clave: Energías renovables, Microred, Modelamiento y Simulación, sistema eléctrico, Matlab Simulink

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wind_turbine_cpoutput-power-and-attack-angle

Hello dear audience of this my blog about energy renewables. The figure is a previous post and shows three fundamental curves in performance of wind turbine: power coeficient, output power and attack angle vs wind speed. It is all posible states by a wind turbine. In this power level, all wind turbine in massive production are horizontal axis. Graphics are placed in horizontal form for easy visualization. I want will that it be useful. Development on Matlab/Simulink of MathWorks Inc both ideal turbine, power coeficient and  optimization process in attack angle.

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)


Variable-speed wind turbine with full-scale power converter

The second important concept that is popular for the newly developed and installed wind turbines is shown in Figure. It introduces a full-scale power converter to interconnect the power grid and stator windings of the generator, thus all the generated power from the wind turbine can be regulated. The asynchronous generator, wound rotor SG (WRSG) or permanent magnet SG (PMSG) have been reported as solutions to be used. The elimination of slip rings, simpler or even eliminated gearbox, full power and speed controllability as well as better grid support ability are the main advantages compared with the DFIG-based concept. The more stressed and expensive power electronic components as well as the higher power losses in the converter are, however, the main drawbacks for this concept.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Variable-speed wind turbine with partial-scale power converter and a DFIG

This wind turbine concept is the most adopted solution nowadays and it has been used extensively since 2000s. As shown in Figure, a PEC is adopted in conjunction with the DFIG. The stator windings of DFIG are directly connected to the power grid, whereas the rotor windings are connected to the power grid by the converter with normally 30% capacity of the wind turbine. In this concept, the frequency and the current in the rotor can be flexibly regulated and thus the variable speed range can be extended to a satisfactory level. The smaller converter capacity makes this concept attractive seen from a cost point of view. Its main drawbacks are however, the use of slip rings and the challenging power controllability in the case of grid faults—these disadvantages may comprise the reliability and may be difficult to completely satisfy the future grid requirements

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Evolution of wind turbine size and the power electronics seen from 1980 to 2018

The size of individual wind turbine is also increasing dramatically to obtain a reduced price per generated kilowatt hour. In 2012, the average turbine size delivered to the market was 1.8 MW, among which the average offshore turbine has achieved a size of 4-MW. The growing trends of emerging turbine size between 1980 and 2018 are shown in Figure, where the development of power electronics in the WTS (rating coverage and function role) is also shown. It is noted that the cutting-edge 8-MW wind turbines with a diameter of 164 m have already shown up in 2012. Right now most of the turbine manufacturers are developing products in the power range 4.5–8 MW, and it is expected that more and more large wind turbines with multimegawatt power level, (even up to 10-MW will appear in 2018), will be present in the next decade—driven mainly by the considerations to lower down the cost of energy.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Distribution of wind turbine market share by the manufacturers in 2012

Regarding the markets and manufacturers, the U.S. became the largest markets with over 13.1 GW capacity installed in 2012, together with China (13 GW) and the EU (11.9 GW) sharing around 87% of the global market. The Danish company Vestas first gives out the top position among the largest manufacturers since 2000, while GE catches up to the first because of the strong U.S. market in 2012. Figure summarizes the worldwide top suppliers of wind turbines in 2012. It is seen that there are four Chinese companies in the top 10 manufacturers with a total market share of 16.6%, which is a significant drop compared with the 26% in 2011.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Global cumulative installed wind power capacity from 1999 to 2020

The cumulative wind power capacity from 1999 to 2020 is shown in Figure, and it can be seen that the wind power has grown fast to a capacity of 283 GW with ∼45 GW installed only in 2012, and this number is expected to achieve 760 GW in 2020 on moderate scenario [9]. The wind power grows more significant than any other renewable energy sources and is becoming really an important player in the modern energy supply system. As an extreme example Denmark has a high penetration by wind power and today > 30% of the electric power consumption is covered by wind. This country has even the ambition to achieve 100% nonfossil-based power generation system by 2050.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Variable-speed wind turbine with a hydrogen storage system and a fuel-cell system that reconverts hydrogen to electrical grid

As the wind penetration increases, the hydrogen options become most economical. Also, sales of hydrogen as a vehicle fuel are more lucrative than reconverting the hydrogen back into electricity. Industry is developing low-maintenance electrolysers to produce hydrogen fuel. Because these electrolysers require a constant minimum load, wind turbines must be integrated with grid or energy systems to provide power in the absence of wind.

Electrical energy could be produced and delivered to the grid from hydrogen by a fuel cell or a hydrogen combustion generator. The fuel cell produces power through a chemical reaction, and energy is released from the hydrogen when it reacts with the oxygen in the air. Also, wind electrolysis promises to establish new synergies in energy networks. It will be possible to gradually supply domestic-natural-gas infrastructures, as reserves diminish, by feeding hydrogen from grid-remote wind farms into natural-gas pipelines. The Figure shows a variable-speed wind turbine with a hydrogen storage system and a fuel cell system to reconvert the hydrogen to the electrical grid…

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006


Five-level cascaded multilevel converter connected to a multipole low-speed wind-turbine generator

The use of low-speed permanent-magnet generators that have a large number of poles allows obtaining the dc sources from the multiple wounds of this electrical machine, as can be seen in Figure. In this case, the power-electronic building block (PEBB) can be composed of a rectifier, a dc link, and an H-bridge. Another possibility is to replace the rectifier by an additional H-bridge. The continuous reduction of the cost per kilowatt of PEBBs is making the multilevel cascaded topologies to be the most commonly used by the industrial solutions. This as one alternative to multinivel conversors.

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006


Single doubly fed induction machine controlled with slip power dissipation in an internal resistor

A number of turbines, ranging from 600 kW to 2.75 MW, have the variable-speed conditions are achieved dissipating the energy within a resistor placed in the rotor, as shown in Figure. Using that technology, the efficiency of the system decreases when the slip increases, and the speed control is limited to a narrow margin. This scheme includes the power converter and the resistors in the rotor. Trigger signals to the power switches are accomplished by optical coupling

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006


Single doubly fed induction machine with two fully controlled ac–dc power converters

Variable-Speed Concept Utilizing Doubly Fed Induction Generator (DFIG):In a variable-speed turbine with DFIG, the converter feeds the rotor winding, while the stator winding is connected directly to the grid. This converter, thus decoupling mechanical and electrical frequencies and making variable-speed operation possible, can vary the electrical rotor frequency. This turbine cannot operate in the full range from zero to the rated speed, but the speed range is quite sufficient. This limited speed range is caused by the fact that a converter that is considerably smaller than the rated power of the machine is used. In principle, one can say that the ratio between the size of the converter and the wind-turbine rating is half of the rotor-speed span. In addition to the fact that the converter is smaller, the losses are also lower. The control possibilities of the reactive power are similar to the full power-converter system. For instance, the Spanish company Gamesa supplies this kind of variable-speed wind turbines to the market. The forced switched power-converter scheme is shown in Figure. The converter includes two three-phase ac–dc converters linked by a dc capacitor battery. This scheme allows, on one hand, a vector control of the active and reactive powers of the machine, and on the other hand, a decrease by a high percentage of the harmonic content injected into the grid by the power converter.

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006