Ingeniería Energética

Optical efficiency determination of a parabolic dish collectorprototype

RESUMEN Hoy en día, el desarrollo de la vida humana depende del suministro de energía obtenidaprincipalmente de combustibles fósiles, recurso limitado y de disponibilidad finita. La energía solarpuede satisfacer las necesidades de la población mundial. La energía solar concentrada utiliza superficies espejadas que reflejan y concentran los rayos en un receptor que absorbe la energía solar, transfiriéndola como calor, al fluido que circula en su interior y que puede ser usado en procesos que necesiten energía térmica.La eficiencia del sistema depende de la calidad óptica del espejo concentrador. En este trabajo, se determina la eficiencia óptica (ηop) de un disco parabólico prototipo, mediante un calorímetro que actúa como receptor, obteniéndose un valor ηop=0,71±0,02. Se valida el método aplicando el ensayo de barrido óptico de Hartmann modificado, resultando ηop=0,70±0,02 para el método del factor de intercepción yηop=0,69±0,02 para la simulación óptica.

ABSTRACT Today, the development of human life depends on the supply of energy obtained mainly from fossil fuels. This resource is limited and its availability finite. Solar energy can meet the needs of the global population. Concentrated solar energy uses a mirrored surfaces that reflects and concentrates the rays in a receiver that absorbs the solar energy transferring it as heat to the fluid that circulates inside it and that can be used in processes that need thermal energy.. The efficiency of the system depends on the optical quality of the concentrating mirror. In this paper, the optical efficiency(ηop) of a prototype parabolic disk is determined using a calorimeter, which acts as a receiver, being the value ηop=0,71±0,02. The method is validated by applying a modified Hartmann's optical scanning test, the values wereηop=0,70±0,02 for the of intercept factor method and ηop=0,69±0,02 for the optical simulation.

A review of inter-row spacing of solar farms with land constraints

RESUMEN Cuba es un pequeño archipiélago con limitaciones de áreas para la instalación de parques fotovoltaicos y de recursos financieros. Casi todos los parques fotovoltaicos en explotación han sido instalados con orientación de los módulos monofaciales hacia el Sur y con un ángulo de inclinación fijo, generalmente 15 grados. La distancia entre filas se calcula en función de este ángulo y de la latitud en un escenario, tomando el azimut y la elevación del sol correspondiente a cierta hora solar en el solsticio de invierno. Los autores del presente artículo analizan que, como solución a la limitación del área, la reducción del espacio entre filas, incluso para los módulos bifaciales, resultaría en una mayor generación y, podría ser más factible económicamente por área con relación al enfoque tradicional.

ABSTRACT Cuba is a small country with land constraints for the construction of new solar farms. Moreover, Cuba faces a deep scarcity of financial resources. Almost all solar farms commissioned have been mounted with monofacial modules towards the South and with a fixed tilt angle, generally 15 degrees. The inter-row spacing was calculated taking into account this angle and the corresponding latitude, azimuth and elevation of the sun at a certain solar hour in the winter solstice. The authors analyze that, facing land restrictions, a reduction of inter-row spacing, even for bifacial modules, would imply a greater generation and could be more beneficial economically per area regarding the traditional approach.

Analysis of the behavior of the magnetic field in areas of computer labs

RESUMEN El trabajo revela el estudio del ambiente electromagnético en varios laboratorios de computación pertenecientes a una universidad. El objetivo principal es analizar el comportamiento del campo magnético existente en estos laboratorios teniendo en cuenta las diferentes situaciones que se pudieran presentar. Para la medición del campo magnético se utilizó el gaussímetro modelo PCE-G28 y para la caracterización del campo magnético de los laboratorios se elaboró un protocolo de medición, a partir del análisis de normas internacionales. Los resultados obtenidos entre 0,01 µT y 9,31 µT reflejan las zonas de mayor intensidad coincidiendo generalmente donde se encuentra el panel de protección eléctrica y por donde entra la alimentación de energía en los laboratorios. Aunque las mediciones no sobrepasan los límites recomendados por la Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP), en 2010, se recomendaron algunas medidas de prevención en consecuencia de las características observadas durante los días de medición.

ABSTRACT The work reveals the study of the electromagnetic environment in several computer laboratories belonging to the Universidad Tecnológica de La Habana "José Antonio Echeverría" (CUJAE). The main objective is to analyze the behavior of the existing magnetic field in these laboratories, taking into account the different situations that may arise. For the measurement of the magnetic field, the gaussimeter model PCE-G28 was used and for the characterization of the magnetic field of the laboratories a measurement protocol was developed, based on the analysis of international standards. The results obtained between 0,01 µT and 9,31 µT reflect the areas of greatest intensity, generally coinciding where the electrical protection panel is located and where the power supply enters the laboratories. Although the measurements do not exceed the limits recommended by International Commissions on non-ionizing Radiation Protection (ICNIRP) in 2010, some prevention measures were recommended as a result of the characteristics observed during the days of measurement.

Modeling and simulation of an autonomous microgrid

RESUMEN En este trabajo se modela y simula una microrred eléctrica cuyo esquema de generación cuenta con un sistema fotovoltaico y un grupo electrógeno que permite determinada autonomía en caso de desconexión con la red eléctrica, en diferentes modos de operación, conectado a la red o aislada de ella, así como la desconexión de la microrred del SEN y entrada de un grupo electrógeno. Se utilizó el programa MatLab R2017b, a través de su herramienta SimPower System, Se analizó en cada caso el comportamiento de la microrred en la búsqueda de confiabilidad y continuidad en el servicio de energía eléctrica. La carga se simula a partir de la curva de demanda durante 24 horas. Con el objetivo de analizar su comportamiento, inicialmente se comprobó el funcionamiento de cada uno de los componentes que conforman el sistema en las condiciones de trabajo establecidas, lográndose en cada caso un comportamiento adecuado.

ABSTRACT In this work, an electrical microgrid is modeled and simulated. Its generation scheme has a photovoltaic system and a generator that allows some autonomy in the event of disconnection from the electricity grid. Different operating modes were analyzed: microgrid connected to or isolated from the electrical network, as well as the disconnection of the microgrid from the SEN and the input of a generator set. The MatLab R2017b program was used, through its SimPower System tool. In each case, the behavior of the microgrid was analyzed in search of reliability and continuity in the electric power service. The load is simulated from the demand curve for 24 hours. To analyze its behavior, the operation of each of the components that make up the system was verified under the established working conditions, achieving adequate behavior in each case.

Innovating from Maintenance Management. Remaintenance. Case study: Hydroelectric Power Plant

RESUMEN Las organizaciones que gestionan activos físicos, la figura del departamento de mantenimiento desarrolla su trabajo realizando una gestión de un presupuesto anual dedicado al mantenimiento y esperando que con mayor o menor fortuna no se produzca una avería grave y que la disponibilidad del activo sea la máxima. El articulo presenta un caso donde podemos identificar correctamente el estado del activo con herramientas de optimización del mantenimiento combinadas (amfe, análisis criticidad, análisis ciclo de vida y RCM) que pueden optimizar el presupuesto del mantenimiento (opex) pero que a la vez pueden servir como base de análisis de mejoras del activo (capex). Se define el “remantenimiento” como la combinación entre la optimización del mantenimiento y el rediseño del activo “reinventando” la función a cumplir por parte de los sistemas identificados como críticos en dicho análisis, y así poder justificar delante de la organización proyectos de mejora del activo como un incremento de ingresos del negocio y no simplemente como un gasto a tener que amortizar.

ABSTRACT In organizations that manage physical assets, the figure of the maintenance department carries out its work by managing an annual budget dedicated to maintenance and hoping that with greater or lesser luck there will not be a serious breakdown and that the availability of the asset is the maximum. The article presents a methodology where we can correctly identify the state of the asset with combined maintenance optimization tools (amfe, criticality analysis, life cycle analysis and RCM) that can optimize the maintenance budget and justify investments. "Remaintenance" is defined as the combination between the optimization of maintenance and the redesign of the asset "reinventing" the function to be fulfilled by the systems identified as critical in said analysis, and thus being able to justify before the organization projects to improve the asset as an increase in business income.

Analysis of electromagnetic interference generated by medical equipment in a neonatal intensive care unit

RESUMEN La interferencia en el área de cuidados intensivos neonatales, se debe en su mayoría a la aglomeración de los equipos médicos con los que debe contar el paciente para salvar su vida. El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento del campo magnético generado por los equipos médicos, según su colocación y cantidad, en un área de cuidados neonatales. Para la realización de la misma se utilizó un gaussímetro, siguiendo una metodología de medición, utilizada por este equipo de trabajo en investigaciones anteriores. Se obtuvo como resultado que el ambiente electromagnético del área cumple con las recomendaciones de la Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP), pero no con los límites normados por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) para compatibilidad electromagnética. Se emitieron recomendaciones para la disminución de estos valores, concluyendo que la separación entre equipos es el método más recomendable y efectivo.

ABSTRACT The interference in the neonatal intensive care area is mainly due to the crowding of medical equipment that the patient must count on to save his life. The objective of this work is to analyze the behavior of the magnetic field generated by medical equipment, according to its placement and quantity, in a neonatal care area. To carry it out, a gaussmeter was used, following a measurement methodology used by this team in previous research. It was obtained as a result that the electromagnetic environment of the area complies with the recommendations of the International Commissions on non-ionizing Radiation Protection (ICNIRP), but not with the limits established by the International Electrotechnical Commission (IEC) for electromagnetic compatibility. Recommendations were issued to reduce these values, concluding that the separation between equipment is the most recommended and effective method.

Energy efficiency in office buildings using LED lighting and PV solar technologies

RESUMEN La investigación realizada expone los resultados obtenidos en la sustitución del sistema de iluminación de un edificio público de oficinas, por tecnologías más eficientes, además de la incorporación de un parque solar fotovoltaico que tribute al inmueble la energía que genera mediante fuentes renovables. Tiene como objetivo valorar la sustitución de los sistemas actuales existentes en el edificio que son altos consumidores de energía eléctrica, por tecnologías eficientes en la utilización de los portadores energéticos para disminuir el consumo de electricidad del edificio. Para ellos se utilizaron métodos teóricos como el análisis y síntesis de la información y el histórico-lógico, así como métodos empíricos como la estadística descriptiva, la revisión bibliográfica y documental actualizada sobre eficiencia energética en edificaciones. Con las propuestas de sustitución de tecnologías se demostró que es posible lograr la disminución en el consumo de electricidad en el inmueble de un 17% respecto al consumo actual.

ABSTRACT This article presents the results obtained in the replacement of the lighting system of a public office building with more efficient technologies, in addition to the incorporation of a photovoltaic solar park that contributes to generate some of the energy by renewable sources. Its objective is to assess the replacement of the current existing systems in the building that are high consumers of electricity, by efficient technologies in the use of energy to reduce the electricity consumption of the building. For them, theoretical methods such as the analysis and synthesis of the information and the historical-logical, as well as empirical methods such as descriptive statistics, as well as the updated bibliographic and documentary review on energy efficiency in buildings were used. With the proposals to changing technologies, it was demonstrated that it is possible to achieve a reduction in the electricity consumption of the property by 17% compared to current consumption.

Modification to the NSR 376 SA Relay for Generator Set of the MTU Technology

RESUMEN El relé de protecciones NSR 376 SA utilizado en la tecnología de grupos electrógenos MTU no satisfacían las exigencias de la Unión Nacional Eléctrica. Utilizando la modelación matemática, así como el conocimiento de las normas sobre las protecciones eléctricas de generadores y estaciones de generación, se establecieron las funciones de protecciones que se necesitaban en el dispositivo secundario de protección o relé, que se debía utilizar en las instalaciones de grupos electrógenos de nuestro país. La compañía NARI realizó la mayoría de cambios que les fueron exigidos y además se cambiaron los ajustes que dicha compañía proponía. El relé NSR 376 SA en estos momentos es un nuevo relé con un software modificado, un firmware nuevo y mostrando un grado de protección mayor. Los nuevos ajustes ya están mostrando resultados positivos. El nuevo manual de pruebas ha sido probado por el personal técnico profesional de la UNE.

ABSTRACT The electric protection relay NSR 376SA used in the Generator Set of MTU technology do not satisfied the National Electrical Union exigencies. Using a mathematical simulation, and the knowledge of the standard about the generator electrical protection and the generator set protection, it was found the protection function that need the secondary protection devices, and should be installed in the Generator Set of our country. NARI Company accepted and made the mayor of changes that was required and the settings proposed for the Company was change. The NSR 376SA relay in this moment is a new relay, with the modified software, a new firmware and shown a better protection results. The new settings have shown positive results during a real fault occurred. The new test manual have been tested of the professionals of the National Electrical Union.