Ingeniería Energética

Contribución marginal de factores a las ganancias de energía de los paneles bifaciales

ABSTRACT The introduction of bifacial panels in large-scale generation is relatively recent in the world. Studies carried out in other countries, by both academics and manufacturers, list several factors that influence the radiation reaching the back of the panel: the albedo, the elevation of the module, the distance between rows or trackers, the mounting structure of the module on the back and others. The authors performed 321 simulations of three sites with different latitudes, using fixed-tilt system (SAF) and horizontal single-axis tracking system (HSAT), and obtained six multiple linear regression equations. From them, the influence of the main factors affecting the generation in the SAF and HSAT systems with bifacial modules was quantified. The coefficients found for the different factors could be useful for future projects in Cuba, mainly because the available terrestrial surface is not unlimited.

RESUMEN La introducción de paneles bifaciales en la generación a gran escala es relativamente reciente en el mundo. En los estudios realizados en otros países, tanto por académicos como por fabricantes, se listan varios factores que influyen en la radiación que llega al reverso del panel: el albedo, la elevación del módulo, la distancia entre filas o seguidores, la estructura de montaje del módulo en el reverso y otros. Los autores realizaron 321 simulaciones de tres sitios con diferentes latitudes, usando el sistema de ángulo fijo (SAF) y el de seguimiento sobre un eje horizontal (HSAT), y obtuvieron seis ecuaciones de regresión lineal múltiple. A partir de ellas se cuantificó la influencia de los principales factores ese que afectan la generación en los sistemas SAF y HSAT con paneles bifaciales. Los coeficientes hallados para los diferentes factores podrían ser útiles para futuros proyectos en Cuba, sobre todo porque la superficie terrestre disponible no es ilimitada.

Detección de armónicos y optimización energética de instalaciones eléctricas mediante un sistema de microcontrolador Arduino

ABSTRACT Solutions for harmonic problems in electrical distribution networks have been frequently discussed in the recent literature. This article evaluates the use of Arduino microcontroller system connected with the power grid to reduce harmonic distortions and power factor correction. For this, it was developed a system capable of distinguishing the harmonic components of up to 13th order in a single-phase electrical system (phase-neutral) taking readings of voltage and electric current using an Arduino Due board based on a 32-bit ARM core microcontroller. We seek to analyze and propose corrections for harmonic distortions into small frames by implementing a parallel active filter to be used in harmonic elimination, as well as reactive compensation and load current balancing. The results demonstrated that a control strategy was achieved without requiring a long time in the data analysis or delay time in measurement and corrections.

RESUMEN Las soluciones para los problemas de armónicos en las redes de distribución eléctrica se han discutido con frecuencia en la literatura reciente. Este artículo evalúa el uso del sistema de microcontrolador Arduino conectado a la red eléctrica para reducir las distorsiones armónicas y la corrección del factor de potencia. Para ello, se desarrolló un sistema capaz de distinguir los componentes armónicos de hasta 13o orden en un sistema eléctrico monofásico (fase-neutro) tomando lecturas de voltaje y corriente eléctrica utilizando una placa Arduino Due basada en un ARM de 32 bits. microcontrolador central. Buscamos analizar y proponer correcciones para distorsiones armónicas en pequeños marcos implementando un filtro activo paralelo para ser utilizado en eliminación de armónicos, así como compensación reactiva y balanceo de corriente de carga. Los resultados demostraron que se logró una estrategia de control sin requerir mucho tiempo en el análisis de datos ni retrasos en la medición y correcciones.

Mejoras a las protecciones de los Grupos Electrógenos MAN. Caso de estudio Centra Ariguanabo

RESUMEN Las protecciones eléctricas. de los grupos electrógenos de Fuel Oil Ariguanabo no estaban operando adecuadamente. Han ocurrido averías en los motores y generadores así como han ocurrido numerosos disparos innecesarios por averías externas. Utilizando la modelación matemática fueron simuladas las principales averías con los nuevos ajustes propuestos para los relés, con nuevas funciones de protecciones adicionadas en los mismos y las nuevas extrategias de protecciones propuestas. La lógica interna de los relés fueron modificados. En la actualidad el PLC ya no participa en la cadena de disparo por protecciones y ya no todas las averías desconectan el motor sino algunas solo disparan el interruptor de los generadores. Todos estos problemas son los mismos en todos las centrales eléctricas de generación de la misma tecnología MAN instaladas en el país porque los proyectos básicos son identicos y por tanto, esta solución es totalmente aplicable en estas otras centrales.

ABSTRACT The electrical protections of Fuel Oil Ariguanabo generator set not working appropriately. Total breakdowns have ocurred in the engines and generators as well as numerous unnecessary protection trips due to external faults. Using mathematical modeling, the main faults were simulated with the new relays settings, in addition new protection functions were added to obtain new proposed protection strategies. The internal logic of the relays were modified. At present the PLC no longer participates in the protections ruth of trips and not all the faults disconnect the engines but some of them trip only the generator circuit breaker. All this problems mencioned are the same in other electrical generator central of the same MAN technology because the original project are identic and there for, this solution are totally applied in those centrals.

Modelos de regresión y diseño de línea base para indicadores energéticos en una empresa siderúrgica

RESUMEN El objetivo de esta investigación fue encontrar modelos de regresión para cuatro indicadores de desempeño energético en una empresa siderúrgica de Chile y proponer una línea base para cada uno de ellos. El enfoque metodológico consideró la utilización de la técnica de diseño experimental especificado por el usuario del software Statgraphics, utilización del análisis de varianza y obtención de ecuaciones de regresión. Los resultados permiten obtener ecuaciones de regresión para los indicadores energéticos e identificación de variables estadísticamente significativas en cada modelo, además, propuestas de líneas base para apoyar el control y seguimiento. Las conclusiones indican que las ecuaciones de regresión presentan una correlación aceptable, superiores al 77%. La utilización del análisis de varianzas es una técnica efectiva para identificar variables significativas para los indicadores de desempeño energético y que las líneas base proporcionan una ayuda para monitorear los indicadores de desempeño energéticos en una empresa siderúrgica con mayor certeza. Palabras clave: indicadores de desempeño energético, empresa siderúrgica, línea base, regresión lineal.

ABSTRACT The objective of this research was to find regression models for four energy performance indicators for a steel company in Chile and propose a baseline for each of them. The methodological approach considered the use of the experimental design technique specified by the user of Statgraphics software, use of variance analysis and obtaining regression equations. The results allow obtaining regression equations for the energy indicators and identification of statistically significant variables in each model, in addition, proposals for baselines to support control and monitoring. The conclusions indicate that the regression equations have an acceptable correlation, greater than 77%. The use of the analysis of variances is an effective technique to identify significant variables for the indicators of energy performance and that the baselines provide an aid to monitor the energy performance indicators in a steel company with greater certainty. Keywords: base line, energy performance indicators, linear regression, steel company.

Evaluación técnico-económica preliminar de la producción de electricidad a partir de plantas termosolares en Cuba

RESUMEN A partir del interés que presenta el estado cubano para elevar la inclusión de las fuentes renovables de energía hasta un 24% en la matriz energética del país, es que surge la idea de realizar este trabajo el cual consiste en evaluar la factibilidad de la producción de electricidad a partir de plantas termosolares en Cuba. Las plantas analizadas son de tecnología cilindro parabólica, Fresnel y torre central. Para ello se escogieron tres localidades pertenecientes a la región occidental, central y oriental; además, se analizaron dos tipos de enfriamiento: por aire y evaporativo. Las variables de análisis que se tomaron fueron: acuerdo de compra de la energía, tasa interna de retorno (TIR), valor actual neto (VAN), factor de capacidad, factor de conversión y cantidad de agua utilizada. Los resultados muestran que el costo del kWh oscila entre los 20 y 38 centavos según el tipo de tecnología y región de análisis.

ABSTRACT Based on the interest that the Cuban state presents to increase the inclusion of renewable energy sources up to 24% in the country's energy matrix, the idea of carrying out this work, which consists of evaluating the feasibility of the production of electricity from solar thermal plants in Cuba. The technologies of the analyzed thermosolar plants are parabolic cylinder, Fresnel and central tower. The analysis variables that were chosen were power purchase agreement (PPA), internal rate of return, net present value, capacity factor, conversion factor and quantity of water used. For this, were selected three localities belonging to the western, central and eastern region. In addition, were analyzed two types of cooling: by air and evaporative. The results show that the cost of kWh ranges between 20 and 38 cents depending on the type of technology and region of analysis.

Pre-diseño de una granja hidrocinética para la Bahía de Banes

RESUMEN La mayor parte de la energía usada a nivel mundial está distribuida entre los sectores de generación eléctrica ydel transporte. Se proyecta un crecimiento de la población mundial de alrededor de 10 billones de habitantes para el 2050, por lo que se necesitará un promedio de 32,3 (TW) para suplir sus necesidades energéticas. Debido a la inestabilidad de los precios del petróleo y al aumento de la conciencia medioambientalista muchos países del mundo han optado por las fuentes renovables de energía. Estudios previos demostraron que la Bahía de Banes, en la zona oriental de Cuba,existen las condiciones para la explotación de la energía hidrocinética. Como parte de este trabajo se realiza un estudio de las tecnologías existentes seleccionando el tipo de turbina a utilizar. Una vez seleccionada la turbina se realizaron simulaciones para analizar el comportamiento del Sistema Electroenergético Nacional (SEN) en el punto de conexión del parque hidrocinético a la red.

ABSTRACT Most of the energy used worldwide is distributed between the electricity generation and transport sectors. World population growth of around 10 billion people is projected by 2050, so an average of 32.3 (TW) will be needed to meet its energy needs. Due to unstable oil prices and increased environmental awareness, many countries around the world have turned to renewable sources of energy. Previous studies have shown that the Banes Bay, in the eastern part of Cuba, exists the conditions for the exploitation of hydrokinetic energy. As part of this work, a study of existing technologies is carried out, selecting the type of turbine to use. Once the turbine was selected, simulations were carried out to analyze the behavior of the Electric Power System (SEN) at the connection point of the hydrokinetic park to the network.

Análisis de componentes principales en los motores de combustión interna HYUNDAI 1.7 MW

RESUMEN En la investigación se realizó el análisis de la base de datos on-line del sistema mecánico dinámico funcional del motor de combustión interna HYUNDAI 1.7 MW, ubicado en la Central de generación eléctrica de Bayamo. Describiendo el sistema de monitorado instalado, utilizando el sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA), se aplicó la técnica multivariable de análisis de componentes principales (ACP) en el periodo 2015 - 2019 para determinar la influencia de los parámetros-síntomas en la variabilidad del comportamiento mecánico dinámico, siendo este el objetivo de la investigación. Las variables analizadas más relevantes son: presión de agua de entrada al radiador, presión de agua de alta temperatura, presión de agua de baja temperatura y presión de agua a la salida del radiador, siendo estas las que obtienen mayor variabilidad del sistema. Identificándose 4 componentes principales, resultando los de más variabilidad referida al comportamiento del equipo estudiado.

ABSTRACT The investigation carried out the analysis of the online database of the functional dynamic mechanical system of the HYUNDAI 1.7 MW internal combustion engine, located at the Bayamo power generation plant. Describing the installed monitoring system, using the supervision, control and data acquisition system (SCADA), the multivariate principal component analysis (PCA) technique was applied in the period 2015 - 2019 to determine the influence of the parameters-symptoms in the variability of dynamic mechanical behavior, this being the objective of the research. The most relevant variables analyzed are: radiator inlet water pressure, high temperature water pressure, low temperature water pressure and water pressure at the radiator outlet, these being the ones that obtain the greatest system variability. Identifying 4 main components, resulting in the most variability related to the behavior of the team studied.