Ingeniería Energética

A NUESTROS LECTORES

Caracterización de la calidad de la energía en circuitos eléctricos de distribución

Recientemente se ha incrementado la presencia de elementos no lineales en los sectores residencial, comercial e industrial, lo que ha afectado la forma de onda sinusoidal del voltaje. Estos sectores disponen de la energía eléctrica a través de las redes de distribución, por ello es imprescindible el chequeo sistemático de las mismas con el fin de garantizar una calidad de la energía dentro de las normas establecidas. En el trabajo se efectúa la caracterización y se analiza el comportamiento de problemas de calidad de la energía en circuitos eléctricos de distribución a partir del uso de índices representativos y el empleo de diferentes técnicas estadísticas implementadas en MATLAB. Para ello se utilizan como ejemplo las lecturas del ION 7650 ubicado en el municipio Sagua la Grande de la provincia de Villa Clara. Los resultados obtenidos tras la aplicación de cada una de las técnicas estadísticas en la caracterización de estos problemas son discutidos

Recently it has been producing an accelerated presence of non-linear elements in the residential, commercial and industrial sectors, which has affected the sinusoidal voltage waveform, altering its amplitude and frequency. These sectors obtain the electric energy from distribution networks, so it is essential to check them systematically in order to ensure the power quality according to the established standards. In this paper, a characterization and analysis of the behavior of power quality parameters on distribution electric networks by means of a set of statistical techniques implemented in MATLAB and the employ of representative indices is carried out. For that purpose, the readings of the ION 7650 placed in Sagua municipality are used as an example. The results after the application of these statistical techniques for the characterization of these power quality problems are discussed

Análisis de los mecanismos de interacción Universidad-Empresa en el sector eléctrico cubano

Existen pocos estudios en Cuba sobre los mecanismos fundamentales de la interacción Universidad-Empresa y su repercusión en la actividad innovadora empresarial. Sin embargo, esta interacción ha asumido características interesantes sobre las que pueden extraerse enseñanzas que permiten lograr una mayor contribución al desarrollo socioeconómico del país. El trabajo tiene como objetivo analizar los mecanismos de interacción entre un centro de investigaciones de la CUJAE y las empresas cubanas del sector eléctrico. El estudio de caso se sustenta en una encuesta realizada a directivos y especialistas del sector eléctrico cubano y a profesores e investigadores de la universidad. En el trabajo se determinan los canales de interacción, según su importancia para la interacción entre ambos y se comparan con los resultados obtenidos en otros países latinoamericanos. Se encontró que mecanismos de mayor importancia para la interacción Universidad-Empresa en el caso analizado, resultaron similares a los encontrados en los otros países

In Cuba exists a few studies about the main interaction mechanisms between university and enterprise and their innovative activity performance impact. This interaction has assumed interesting characteristics that can provide lessons for greater contribution to the socio-economic development of the country. The objective of this paper is to analyze the interaction mechanisms between the Cuban enterprises from the electrical sector and a research electrical center of CUJAE. The case study is based on a survey applied to the managers and specialists of the Cuban electricity sector, teachers and researchers from the University. In this work the interaction channels are analized according to their importance to the interaction between both and the results were compared with the results obtained for other Latin America countries. The traditional and bidirectional channels were the most important for both university and enterprise in the present case, and similar results that were obtained in other countries

Balanceo de Fases en Circuitos de Distribución de Santa Clara

Los sistemas de distribución primaria contienen asimetrías en los circuitos ramales y en las cargas que son la fuente del desequilibrio de las corrientes de fase. Este trabajo define el problema de balanceo de fases como la minimización de tres objetivos: el desequilibrio máximo de corriente en puntos seleccionados del circuito para todas las posibles condiciones de funcionamiento; las pérdidas en los conductores del alimentador primario; y el número de reconexiones necesarias para alcanzar los dos objetivos anteriores. Para resolver este problema se ha desarrollado una aplicación de Matlab basada en el algoritmo genético de clasificación no dominada. El programa de optimización se complementa con una aplicación desarrollada para estimar las cargas del circuito a partir de las mediciones disponibles. Los resultados obtenidos en cinco circuitos de distribución de la ciudad de Santa Clara se presentan para mostrar las ventajas del enfoque presentado

Primary distribution systems contain asymmetries in the lateral circuits and in the loads that are the source of the phase current unbalance. This work defines the phase balancing problem as the minimization of: the maximum current unbalance at selected points in the circuit for all possible operating conditions; the losses in the conductors of the primary feeder; and the number of reconnections required to achieve the two previous objectives. To solve this problem we have developed a Matlab application based on the non-dominated sorting genetic algorithm. The optimization program is complemented with an application developed to estimate the loads of the circuit from the available measurements. The results obtained in five circuits of distribution of the city of Santa Clara are presented to show the advantages of the presented approach

Nuevos índices de consumo energético para hoteles tropicales

Los hoteles de regiones tropicales emplean el 60 % y más de la energía eléctrica en satisfacer las demandas de climatización. Estudios realizados demuestran que el índice kWh/HDO, usado tradicionalmente por el sector hotelero, no resulta adecuado, debido a que es baja la correlación entre el consumo energético y la ocupación habitacional diaria, alcanzando solo un 1,4 % en un hotel de ciudad. Esto se debe a que el indicador no considera el efecto de las variables climatológicas. Es por ello que se propone un nuevo índice de consumo ajustado (Ic ajustado), el cual toma en cuenta el Factor de Temperatura de Horas Grado Positivas (FtHG+). Se propone también un índice de consumo base (Ic base), capaz de caracterizar el consumo energético de la instalación específica y que apunta a su desempeño óptimo. Como resultado, se logra describir el consumo electro energético con una precisión de hasta el 65 %, lo cual es significativamente superior

Tropical and subtropical hotels, even others hotels in hot conditions, employs about 60 % or more of its energy on climate demand satisfaction. Several studies demonstrate kWh/HDO index traditionally used in the hotel sector, it is not adequate. It is due to the low correlation between energetic consumption and the daily habitational occupation, achieving just a 1,4 % for hotels in the city. This low correlation could be related to the omission of the weather impact. In this research, we propose a new adjusted energy indicator (Ic adjusted) that takes into account the Temperature Factor of Positives Hours Degree (FtHG+). By the other hand, we propose another index with the aim of the optimal energy consumption characterization, called (Ic base). As a result, the employment of new energy consumption indexes able to describe the energy consumption with an accuracy of 65%, significantly higher to the energy consumption index (Ic actual), actually employed by the sector

Ahorro de energía mediante control por presencia del ventilador del acondicionador de aire: caso de estudio

The guest spends a considerable time out of the hotel room but he usually keeps working the highest speeds of the fan coil unit. These units are frequently overlooked as a potential source of energy savings. On the other hand, with real time occupancy measurements and simple control algorithms high degree of energy saving is possible t obtain. In this work was analyzed the guest behavior towards the fan coil unit speed. The possible energy saving to obtain, if during the absence of the guest the 2nd or the 3rd speed of the fan coil unit is switched to the 1st, was calculated. The selected fan coil speed is proposed as an indicator of guest comfort. An occupancy based control that acts over the fan coil unit speed, when the guest is not in the room, is recommended for hotel rooms

El huésped pasa un tiempo considerable fuera de su habitación hotelera pero usualmente mantiene funcionando las velocidades más altas del aire acondicionado. Estos equipos son frecuentemente subestimados como fuentes potenciales de ahorro de energía. Por otra parte, con mediciones en tiempo real de la presencia del huésped y simples algoritmos de control un alto grado de ahorro de energía puede lograrse. En este trabajo fue analizado el comportamiento del huésped en relación a la velocidad del aire acondicionado. Fue calculado el ahorro de energía a obtener si durante la ausencia del huésped de la habitación se conmutasen la 2da o 3ra velocidad del aire acondicionado a la 1ra. Se propone utilizar la velocidad del aire acondicionado seleccionada por el huésped como indicador de su confort. Se recomienda emplear en las habitaciones hoteleras un control por presencia que actúe sobre la velocidad del aire acondicionado cuando el huésped no esté presente

Análisis de biogás de residuos (vertederos) aplicados a la Generación de Energía

In Brazil, despite the high share of renewable energy sources in the energy mix compared to the world average, the use of gas generated by landfills for power generation is still incipient. There are landfills recently implanted with the purpose to produce electricity from biogas, but the oldest installations do not have this structure. Since the oil industry is energy intensive, the article proposes the evaluation of waste gas use in the steam generation system of a typical refinery in Brazil to generate electricity and feed the refinery process units and considering the economic impact. In this sense, it presents an analysis based on real data to contextualize and quantify the waste biogas potential in a specific landfill in Brazil. The study considers a landfill at the end of life (17 years), and the reuse of the residual gas generated until the full depletion of gases considering a case study with real data obtained from an existing landfill

En Brasil, a pesar del alto porcentaje de las energías renovables en el mix energético en comparación con el promedio mundial, el uso de gas generado por los vertederos para la generación de energía es aún incipiente. Hay vertederos desplegadas recientemente con el objetivo de producir electricidad a partir de biogás, pero las plantas más viejas, no tienen esta estructura. Dado que la industria petrolera es de alto consumo energético, este artículo propone la evaluación de la utilización de los gases residuales en el sistema de generación de vapor de una refinería típica en Brasil para generar electricidad y alimentar las unidades de proceso de la refinería. En este sentido, se presenta un análisis basado en datos reales para contextualizar y cuantificar el potencial de biogás de residuos en Brasil. Este estudio considera un relleno al final de la vida (17 años), y la reutilización del gas residual generado hasta el agotamiento completo de gases, teniendo en cuenta un estudio de casos con datos reales de un vertedero existente

La Codigestión de Residuos Orgánicos: una contribución energética, ambiental y de salud humana

En el mundo actualmente se desechan grandes cantidades de biomasa residual sin tratamiento alguno, generadas principalmente por las actividades naturales de los seres vivos. Lo que significa un grave problema de contaminación y de salud para el planeta; sin embargo, esos residuales, al utilizar un tratamiento adecuado como la digestión, ofrecen beneficios tales como la obtención de biogás, biofertilizantes inocuos y reducción de daños ambientales y a la salud humana. Mediante experimentos de codigestión a escala de laboratorio con estiércol bovino, restos de comida y lodos cloacales, se obtuvieron resultados que justifican el empleo de esta tecnología energética: un alto impacto ambiental benéfico (39,8 según Matriz de Leopold), una generación de energía, a partir del biogás referida a la masa seca utilizada de 1 184,12 kJ/kg, la conversión de biomasa dada la reducción de la DQO entre 37,32-56,39 g/l, la eliminación de microorganismos patógenos y una producción de nitrógeno amoniacal entre 309-516 mg/l

Today in the world large amounts of residual biomass are discarded without treatment, mainly generated by the natural activities of living beings. Which means a serious problem of pollution and health for the planet; however, these waste by using appropriate treatment such as digestion, offer benefits such as obtaining of biogas, safe bio-fertilizers and reduction of environmental and human health damage. The results were obtained through codigestion experiments in a laboratory scale with cattle manure, food waste and sewage sludge, justify the use of this energy technology with a high beneficial environmental impact (39,8 using Leopold´s Matrix), energy generation from biogas based on the 1 184,12 kJ/kg of dry mass used ,the conversion of biomass given the COD reduction around 37,32 to 56,39 g/l, the elimination of pathogenic microorganisms and the production of ammonia nitrogen around 309 to 516 mg/l

Análisis de criticidad en los sistemas mecánicos de los grupos electrógenos

La investigación se desarrolló en una central eléctrica que consta de 6 baterías con 4 motores de 2,5 MW de potencia cada uno. El objetivo que se persiguió fue jerarquizar los sistemas mecánicos que componen los motores de combustión interna (MCI), en una central eléctrica, empleando un modelo de criticidad. La jerarquización de los sistemas se realizó con ayuda del modelo de análisis de criticidad en los grupos electrógenos. Este modelo permitió mostrar una lista jerarquizada de todos los sistemas, que permitió dar un criterio de dirección de los recursos y mejorar la gestión del mantenimiento. Para aplicar este modelo se recogieron todos los datos de los fallos de cada motor en un período de un año. Se obtuvo como resultado que los sistemas más críticos fueron los sistemas de inyección de combustible, admisión y gases de escape y enfriamiento del motor

The research was develope in a power plant consisting of 6 batteries with 4 motors of 2.5 MW of power each. The goal was to hierarchize the mechanical systems that make up the MCI in a power plant, using a criticality model. For the hierarchization of the systems was done with the help of the Criticality Analysis Model in the generating sets. This model allowed to show a hierarchical list of the systems in high, medium and low criticity to give a criterion of direction of the resources and to improve the management of the maintenance. In order to apply this model, all the data of the failures of each engine were collected in a period of one year. As a result, the most critical systems were the fuel injection, intake and exhaust systems, and engine cooling