Ingeniería Energética

EDITORIAL

Impact of the Implementation of Photovoltaic Panels at Cayo Santa Maria Electric System

El interés mundial por incentivar el uso de fuentes renovables de energía ha gatillado una apertura a los medios de generación no convencionales. En vista de los incentivos actuales a nivel de país para instalar parques fotovoltaicos (PFV), se prevé que, en un futuro, existan altos niveles de penetración de generación distribuida conectada al sistema eléctrico. En nuestra provincia, el sistema aislado Cayo Santa María cuenta con tres áreas para la instalación de PFV. En vista de lo anterior y considerando que un alto nivel de penetración de generación fotovoltaica produce efectos tanto estáticos como dinámicos en los sistemas aislados en los que se conecten, resulta indispensable realizar estudios a nivel sistémico que determinen el impacto que produciría su conexión, tomando en consideración su ubicación, tecnología, modelación y nivel de penetración. El análisis realizado permite conocer cuan beneficioso o perjudicial puede ser la instalación de generadores fotovoltaicos en dicho sistema

The global interest in encouraging the use of renewable energy has triggered a massive opening unconventional generation units. In view of the current incentives at country level for the installation of photovoltaic panels (PFV), it is possible to foresee that in the future there will be high penetration of distributed generation of this type connected to the electrical system. In our province, Cayo Santa Maria isolated system has three areas for the installation of PFV. As stated above and considering that high penetration levels of photovoltaic generation produces static and dynamic effects in connected isolated systems, it is essential to conduct studies systemically to determine the impact that would produce this connection, taking into consideration its location, technology, modeling and penetration level. The analysis allows to know how beneficial or harmful the installation of photovoltaic generators can be in that system

Potentialities of Energetic Improvements in the Technological Process of the Sugar Mills

En el trabajo se presenta un estudio sobre las potencialidades de mejoras en el proceso tecnológico de los centrales de la provincia de Cienfuegos, con el fin de poder evaluar alternativas para lograr el incremento en la entrega de energía eléctrica al Sistema Electroenergético Nacional. Se describen los cinco esquemas termoenergéticos actuales de los centrales en estudio, así como el sistema Termoazúcar (STA 4.1) para evaluar un caso base en cada uno de ellos y poder determinar las oportunidades de mejoras a partir del análisis de indicadores operacionales. Se implementan las medidas propuestas en los casos mejorados, concluyéndose que los cambios en el proceso tecnológico en los centrales favorecen un incremento de un 12 a un 38 % del bagazo sobrante para cada central, así como un incremento de 22 382,8 kWh/d más que para los casos bases en la cantidad de energía vendida

The paper presents a study on the potential of improvements in the technological process of the plants of the province of Cienfuegos, in order to be able to evaluate alternatives to achieve the increase in the delivery of electric energy to the National Electroenergetic System. The five current thermoenergy schemes of the plants under study are described, as well as the Termoazúcar system (STA 4.1) to evaluate a base case in each one of them and to be able to determine the opportunities of improvements from the analysis of operational indicators. The proposed measures are implemented in the improved cases, with the conclusion that changes in the technological process in the plants favor an increase of 12 to 38 % of the excess bagasse for each plant, as well as an increase of 22 382,8 kWh / d more than for base cases in the amount of energy sold

Methodology for monitoring, measurement and energy analysis of a manufacturing plant

El objetivo de esta investigación es diseñar una metodología para apoyar un proceso de seguimiento, medición y análisis del desempeño energético para una empresa líder en la manufacturera de diversos tipos de papeles de uso industrial. La metodología utilizada se fundamenta en la pentalogía de Taiichi Ohno que ofrece un encadenamiento de cinco actividades de administración que van desde la necesidad de medir consumos de energía hasta la selección de mejoras del desempeño energético para una organización. Los resultados consisten en una descripción detallada para las actividades de medir, conocer, controlar, gestionar y mejorar. Las principales conclusiones indican que es posible aplicar el enfoque de Taiichi Ohno para organizar un proceso de seguimiento, medición, control y análisis del desempeño energético en una empresa manufacturera soportado por indicadores de consumo, de desempeño y de ahorro energético asociado a áreas y equipos operacionales

The objective of this research is to design a methodology to support a process of monitoring, measurement and analysis of energy performance for a leader company in the manufacturing of various types of paper for industrial use. The methodology is based on the pentalogy of Taiichi Ohno offering a chain of five management activities from the need to measure until the selection of energy performance improvements for an organization. The result is a detailed description for the activities for measurement, know, control, management and improvement. Key findings indicate that it is possible to apply the approach Taiichi Ohno to organize a process of monitoring, measurement, control and analysis of energy performance in a manufacturing company supported by consumption indicators, performance and energy savings associated with areas and operational equipment

Maintenance importance of mechanical elements and faults in steam turbines: Data history analysis

El diagnóstico de fallos en las turbinas de vapor tiene una gran importancia por su incidencia en la maniobrabilidad y confiabilidad de las Centrales Termoeléctricas (CTE), sin embargo, no es posible encontrar trabajos publicados específicamente orientados a la determinación de sus elementos mecánicos y fallos más críticos. Este trabajo se propone como objetivo determinar cuáles son los elementos mecánicos y los fallos más importantes para las tareas de mantenimiento en las turbinas de vapor de una CTE cubana durante un largo período de su tiempo de explotación. Para esto se realizó el estudio de los datos históricos de tres turbinas de vapor de 100 MW en el período comprendido entre los años 1999 y 2014. La relevancia del trabajo radicó en la obtención de los elementos mecánicos más importantes, atendiendo a su tasa de fallos y costos de mantenimientos, y de los fallos más significativos del elemento mecánico más importante durante el período estudiado, para lo cual se introdujo el cálculo de un nuevo índice dadas las limitaciones impuestas por las condiciones de organización específicas de la planta

Fault diagnosis in steam turbines is a very important task in power industry maintenance due to its influence on the reliability of power stations. However, research papers that specifically are referred to the determination of the most critical mechanical components and faults in steam turbines cannot be found. This work is focused to determine the most important components and faults in steam turbines in a Cuban power plant. For this purpose, the analysis of history data, since 1999 to 2014, of three 100 MW steam turbines was accomplished. The main achievement of this work was the definition of the most important components and faults, and that was attained by defining a new index (called as "importance" index), which intends to overcome limitations imposed by the specific characteristics of available data

Alternatives for Energetic Improvements at Puerto Escondido Oil Battery

Uno de los yacimientos de mayor importancia en la franja norte de crudos pesados es el de Puerto Escondido, situado en la provincia de Mayabeque, Cuba. Este trabajo tuvo como objetivo realizar la evaluación del sistema energético de la planta de tratamiento de crudos de Puerto Escondido. Mediante la aplicación de la estrategia general de análisis de procesos se desarrolló y aplicó un procedimiento de evaluación energética que permitió caracterizar las condiciones actuales de la planta, y plantear un grupo de medidas y recomendaciones que conllevan a un mejor uso de la energía y a una disminución del impacto ambiental. Fueron estudiadas 3 alternativas de solución a los problemas existentes, avaladas técnica y económicamente, las que contemplaron cambios operacionales e inversión. Para la simulación y la evaluación técnico-económica se utilizaron como herramientas computacionales el simulador de procesos HYSYS y el Microsoft Excel

Puerto Escondido is one of the most important reservoirs of heavy crude oil in Cuban northern coast, it is located in Mayabeque province. This work aimed at evaluating the energy system of Puerto Escondido Oil Battery to propose improvements in energy use. Using the general strategy of process analysis, an energy evaluation procedure was developed and applied, which allowed the characterization of the current conditions in plant and the statement of certain measures and recommendations that carry out a better use of energy and a decrease of environmental pollution. Three alternatives to solve existing problems, technically and economically justified, were studied; these alternatives considered operational changes and investment. For the simulation and the technical-economical evaluation HYSYS process simulator and Microsoft Excel as computational tools were used

The hour equivalent solar pick: Definition and interpretation

Photovoltaic solar energy takes advantage of the light energy of the sun to produce electricity through semiconductor plates that are altered by solar radiation, these systems are called Photovoltaic Solar Panels (PSP). In order to calculate the energy absorbed by these PSPs, it is necessary to use technical terms that are a little difficult to interpret, for those less experienced in the subject, above all because of the ambiguity, the level of abstraction required in their understanding and the variety of ways of expressing very similar ideas without offering a clear and unique definition. The main term to which this article is dedicated is the Hour Solar Pick (HSP), which in the experiences of the authors has generated strong discussions about its interpretation. In order to arrive at the desired term, it is necessary to start with others, so the aim is to propose a definition and physical and mathematical interpretation to clarify the meaning of this term

La energía solar fotovoltaica aprovecha la energía lumínica del sol para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar, estos sistemas se llaman Paneles Solares Fotovoltaicos (PFV). Para calcular la energía absorbida por estos PFV es preciso usar términos técnicos un poco difíciles de interpretar, aunque sea para los menos avezados en el tema, sobre todo por la ambigüedad, el nivel de abstracción exigida en su comprensión y la variedad de formas de expresar ideas muy parecidas sin ofrecer una definición clara y única. El término principal al que se dedica este artículo es el de Hora Solar Pico (HSP), el que en vivencias de los autores ha generado fuertes discusiones en torno a su interpretación. Para llegar al término deseado es necesario comenzar por otros, por lo que el objetivo perseguido es proponer una definición e interpretación física y matemática que permita esclarecer el significado de este término

Measurement of inrush current in distribution transformers

El fenómeno de la corriente de inrush es probablemente el proceso transitorio más común asociado a la explotación de los transformadores, debido a la habitual realización de maniobras de conexión y desconexión. Los valores elevados de corriente de inrush, pueden causar una serie de efectos nocivos tanto para el sistema eléctrico que lo alimenta como para el propio transformador, tales como caídas momentáneas de tensión, sobretensiones armónicas temporales, estrés electromecánico en los devanados, deterioro del aislamiento, etc. La característica corriente de inrush - tiempo de los transformadores es una información que los fabricantes deben brindar a los clientes, por lo que su medición es necesaria. En el presente proyecto se propone la utilización de un montaje de laboratorio relativamente simple y económico para la realización de esta medición, así como, el empleo de un software para el manejo y análisis de los resultados obtenidos

The inrush current phenomenon is probably the most common transient process associated with the operation of transformers, due to the regular connection and disconnection manoeuvres. High values of inrush current can cause a series of adverse effects for both the electrical system that feeds to the transformer and the transformer itself, including momentary voltage drops, temporary harmonics surges, electromechanical stress in the windings, insulation deterioration, etc. The "inrush current - time" characteristic of the transformers is an usually requested information by the clients, thats why it must be known and provided by manufacturers. In this project is proposed the use of a laboratory setup that is relatively simple and inexpensive to carry out this measurement, such as the use of software for managing and analyzing the results

Dynamic Simulation: Comparative study of solar sorption refrigeration systems

Un estudio comparativo de un sistema de refrigeración solar simple efecto LiBr por absorción y un sistema de enfriamiento con rueda desecante usando energía solar es presentado. El estudio se realiza mediante la simulación dinámica de estos sistemas en un laboratorio caso de estudio, en condiciones de clima cálido y húmedo y empleando el software TRNSYS. Se simuló el comportamiento de ambas tecnologías usando colectores solares planos y de tubos al vacío. Ambos sistemas garantizan los parámetros de temperatura y humedad requeridos en el laboratorio estudiado. El sistema por absorción muestra mejores resultados al emplear colectores de tubos al vacío. Para el sistema con rueda desecante con el colector solar plano solo se requieren 5 m² para calentar el aire de regeneración a 60 °C. Aunque el sistema de calentamiento auxiliar deberá trabajar todo el ano en ambos casos, el empleo de la energía solar conlleva a ahorros significativos de energía

A comparative study of a system of solar single stage LiBr absorption refrigerating and desiccant wheel solar cooling system is presented. The study is carried out by means of the dynamic simulation of these systems in a laboratory case of study, under conditions of warm and humid climate and using the software TRNSYS. The behavior of both technologies was simulated using solar flat plate collectors and evacuated tube collector. Both systems guarantee the parameters of temperature and humidity required in the studied laboratory. The system for absorption shows better results when using evacuated tube collectors. For the desiccant wheel system is required only 5 m² of the flat plate solar collector to heat the regeneration air for 60°C. Although the auxiliary heating system will work all the year in both cases, the use of solar energy gives significant savings of energy