Ingeniería Energética

The synchronous generator of low reversibility.Axial magnetic flow option

RESUMEN Que el torque electromagnético es el principal freno a la energía mecánica aplicada a través del motor primario es de total conocimiento profesional, pero nada práctico se ha hecho para reducir su negativo efecto, porque esto está aceptado por más de un siglo como algo inherente al generador eléctrico, si bien es cierto que esto no se pueda evitar, práctica y teóricamente es posible minimizar su nocivo efecto. Modificando el circuito magnético principal del generador sincrónico es posible minimizar el antagónico torque electromagnético, causa principal del enorme consumo de energía mecánica necesario en el generador sincrónico comercial hoy; en el presente artículo está demostrada la validez como potencial forma de ahorro de energía primaria por medio de parámetros medidos físicamente en la práctica, así como también matemáticamente usando ecuaciones, teoremas y leyes de la ingeniería eléctrica; continuamos desarrollando nuevas variantes en nuestra Universidad.

ABSTRACT That the electromagnetic torque is who mainly brakes the mechanical power applied by the primary motor it is professionally of total knowledge, but anything practical it is made to reduce its negative effect, because this is accepted for more than one century like something inherent to the electric generator, it is certain that this you cannot avoid, but it is practical and theoretically possible to minimize its noxious effect. Modifying the main magnetic circuit of the synchronous generator is possible to minimize the antagonistic torque electromagnetic, main cause of the enormous consumption mechanic energy of the generator synchronous commercial necessary today; in the present its validity is demonstrated like potential way to saving of primary energy by means of parameters in the physically measured practice, as well as mathematically using equations, theorems and laws of the electric engineering; we continue developing new variants in our University.

Comparación de esquemas de generación de corrientes de referencia en parques fotovoltaicos bajo fallas desbalanceadas

Resumen Las caídas de voltaje desbalanceadas pueden dar lugar a inyecciones de corriente no sinusoidales y oscilaciones de potencia al doble de la frecuencia fundamental de la red en parques fotovoltaicos conectados al sistema eléctrico. Estas oscilaciones pueden deteriorar el capacitor del enlace de corriente continua del inversor, que es uno de los componentes que más limita la vida útil del inversor. Los controles adecuados de estos convertidores pueden abordar este problema de manera eficiente. En esas soluciones, el cálculo de corriente de referencia es uno de los problemas más importantes que deben abordarse para una operación confiable de convertidores bajo fallas desbalanceadas de la red. Este artículo presenta una comparación de los esquemas de generación de corriente de referencia, durante una falla monofásica en la red. Proporcionando una evaluación del desempeño de diferentes técnicas y pudiendo ayudar en la selección del control adecuado durante fallas importantes de la red.

Abstract Unbalanced voltage drops can lead to non-sinusoidal current injections and power oscillations at twice the fundamental frequency of the grid in photovoltaic parks connected to the electrical system. These oscillations can damage the inverter DC link capacitor, which is one of the components that most limits the life of the inverter. Proper controls of these converters can address this problem efficiently. In those solutions, the reference current calculation is one of the most important problems to be addressed for reliable operation of converters under unbalanced grid faults. This article presents a comparison of the reference current generation schemes, during a single-phase fault in the network..It provides an evaluation of the performance of different techniques and being able to help in the selection of the appropriate control during major network failures.

Diseño de microrred eléctrica para la comunidad cocodrilo de la Isla de la Juventud, Cuba

RESUMEN Actualmente la mayoría de los sistemas eléctricos aislados que incluyen fuentes de generación basadas en combustibles fósiles están siendo modificados por esquemas de generación híbridos, aprovechando los recientes avances en el área de las fuentes renovables de energía que reducen el impacto ambiental y la dependencia de la incesante fluctuación de los precios de los hidrocarburos. El presente trabajo se enmarca en el ámbito de las microrredes eléctricas sin conexión a la red de distribución, también llamadas microrredes aisladas. Comienza con una caracterización del panorama eléctrico existente en la comunidad en la que se desarrolla el proyecto de microrred, así como una caracterización de la comunidad en sí. Se desarrolla el caso de estudio de la viabilidad técnico-económica de la implementación de una microrred en la comunidad Cocodrilo, enclavada en una zona aislada perteneciente al Municipio Especial Isla de la Juventud. Este estudio permite identificar la variante de suministro eléctrico y despacho energético más conveniente para las condiciones existentes en la comunidad objetivo. Por último, se validan eléctricamente los resultados obtenidos.

ABSTRACT Currently, most isolated electrical systems that include generation sources based on fossil fuels, are being modified by hybrid generation schemes, taking advantage of recent advances in the area of renewable energy sources that reduce environmental impact and reduce dependence. from the incessant fluctuation of hydrocarbon prices. This thesis work is framed within the field of electrical microgrids without connection to the distribution network, also called isolated microgrids. The work begins with a characterization of existing electrical panorama on the community that project is develop. Meanwhile, is done a characterization of the community in deed. Next, the case study of the technical economic feasibility of the implementation of a microgrid in the Cocodrilo community is developed, located in an isolated area belonging to the Isla de la Juventud Special Municipality. This study makes it possible to identify the most convenient variant of electricity supply and energy dispatch for the existing conditions in the target community. Finally, the results obtained are electrically validated

Mejora tecnológica en el horno F-203 de Refinería Cienfuegos S.A para elevar su eficiencia energética

RESUMEN En Refinería Cienfuegos S.A la eficiencia de cada horno constituye una variable crítica a controlar. En tal sentido, en el estudio se propuso establecer la quema combinada de fuel oíl - gas combustible en los quemadores de la primera cámara del horno F-203. Se presentó una metodología para la evaluación integral de dicha propuesta de mejora, que tiene en cuenta el cálculo de la eficiencia energética antes y después de la mejora, se demostró la mejora en el impacto ambiental mediante el Análisis del Ciclo de Vida, con la utilización del software SimaPro 7.1 por el método Eco-Speed y el análisis económico validó la propuesta. Como resultado relevante se logró aumentar la eficiencia del horno en 4,5 %; la eficiencia en la combustión se incrementó en un 26,86 % y la temperatura de salida de los gases de la combustión redujo 36,47 °C. Finalmente, se recomendó la generalización de la propuesta.

ABSTRACT At Cienfuegos S.A Refinery, the efficiency of each furnace is a critical variable to control. In this sense, the study proposed to establish the combined burning of fuel oil - fuel gas in the burners of the first chamber of the F-203 furnace. A methodology was presented for the comprehensive evaluation of said improvement proposal, which takes into account the calculation of energy efficiency before and after the improvement, the improvement in the environmental impact was demonstrated through the Life Cycle Analysis, with the use of the SimaPro 7.1 software by the Eco-Speed method and the economic analysis validated the proposal. As a relevant result, it was possible to increase the efficiency of the furnace by 4.5%; the combustion efficiency increased by 26.86% and the combustion gas outlet temperature decreased by 36.47 ° C. Finally, the generalization of the proposal was recommended.

Sistemas fotovoltaicos con limitaciones de terreno: la doble orientación como alternativa

RESUMEN En el hemisferio Norte, los sistemas fotovoltaicos de ángulo fijo, como regla, se orientan al Sur para la maximización de la energía por unidad de potencia. Recientemente se han instalado varios parques en terrenos y techos con la doble orientación Este-Oeste. Con ello se obtienen varias ventajas: más energía y potencia por unidad de superficie, reducción de sombreado entre paneles, mayor generación en horas tempranas y tardías del día y durante el verano, menor vulnerabilidad al viento y mejores resultados económicos, entre otras. Se realizan la simulación con los datos meteorológicos de un sitio en Cuba, comparan los resultados con aquellos obtenidos de simulaciones con sistemas de ángulo fijo, diferentes ángulos de inclinación, distancia entre inicios de filas, concluyendo que los sistemas de doble orientación incrementan la generación anual en la misma superficie, así como una “suavización” de la curva de generación durante el día.

ABSTRACT In the Northern Hemisphere, fixed tilt systems, as a rule of thumb, face south for energy maximization per power unit. In relatively recent times, some solar parks have been mounted with two-sided orientation East-West in grounds and roofs. Several advantages are obtained: more energy and power per area unit, reduction of shading between panels, greater generation in early and late hours of the day and during the summer, less vulnerability to wind of the structures and better economic results, among others. The authors carry out the simulation with the meteorological data of a site in Cuba. They compared the results with those obtained from simulations with fixed tilt systems and different tilt angles and distance between the beginning of rows, and conclude that with the two-side systems, an increase in annual generation is obtained in the same area, as well as a "smoothing" of the generation curve during the day.

Experiencia sobre la avería de un transformador de corriente ubicado en el neutro de un banco de condensadores. Caso de estudios subestación Tallapriedra

RESUMEN El transformador de corriente que se ubicaba en el neutro del banco de condensadores de la sección de barras 3A-3B de la subestación Tallapiedra 110/13,8 kV se destruyó por completo. Se dañaron además algunas unidades del banco de condensadores de varias fases, comenzando por un cortocircuito de fase a neutro y terminando como un cortocircuito trifásico. Empleando la modelación matemática se simularon varios escenarios para encontrar la causa por la cual este equipo se averió. Se encontró que el mismo no fue capaz de soportar la corriente dinámica que se tuvo para cada uno de los escenarios que se analizaron. Dimensionar adecuadamente la capacidad de sobrecorriente dinámica de estos equipos resulta de vital importancia para evitar que averías como la que se tuvo ocurran o cambiar el tipo de transformador de corriente por uno tipo ventana o toroidal, ya que por estos físicamente no circula la corriente primaria.

ABSTRACT The current transformer that was located in the neutral of the capacitor bank of the bus section 3A-3B of the Tallapiedra 110/13,8 kV substation was completely destroyed, and some units were also damaged, starting by a phase to neutral short-circuit and ending as a three phase short-circuit. Using mathematical modeling, several scenarios were simulated to find the cause for which this equipment failed. It was found that it was not capable of withstand the dynamic current that was experience for each of the scenarios that were analyzed. Properly dimensioning the overcurrent dynamic capacity for these equipments is of vital importance to prevent failures like the one that occurred or change the type of current transformer for a window or toroidal type, since the primary current does not physically circulate through these.

Análisis de riesgo aplicado al estudio de la sostenibilidad energética

RESUMEN Durante los últimos años, los análisis de riesgo han encontrado aplicación en múltiples sectores de la tecnología y la sociedad. El artículo propone un sistema integrado de análisis de riesgo aplicado a los estudios de sostenibilidad energética. En este contexto se enmarcan los estudios de percepción de riesgo o riesgo subjetivo sobre cambio climático, los análisis de impacto por empleo de fuentes renovables de energía en los riesgos objetivos asociados al calentamiento global y las evaluaciones de confiabilidad tecnológica aplicados a fuentes sostenibles de energía. El sistema propuesto se ha implementado a través de códigos informáticos específicos (RISKPERCEP, SIMENI-CC, MOSEG), los que atienden cada uno de los frentes referidos a los análisis de riesgo esbozados. Se presentan ejemplos de aplicaciones de análisis de riesgo que consideran el empleo de fuentes renovables de energía como alternativa para la sostenibilidad energética.

ABSTRACT In recent years, risk analysis has found application in multiple sectors of technology and society. The article proposes an integrated risk analysis system applied to energy sustainability studies. In this context are framed the studies of risk perception or subjective risk on climate change, the impact analysis of the use of renewable energy sources on the objective risks associated with global warming and the technological reliability evaluations applied to sustainable energy sources. The proposed system has been implemented through specific computer codes (RISKPERCEP, SIMENI-CC, MOSEG), which address each of the fronts referred to the risk analyzes outlined. Examples of risk analysis applications that consider the use of renewable energy sources as an alternative for energy sustainability are presented.

Surgimiento de las máquinas eléctricas y la exposición de Paris 1889

RESUMEN Un buen ingeniero eléctrico no solamente debe conocer y estar actualizado de las nuevas tecnologías, sino que debe saber cómo nació ese mundo maravilloso de la técnica vigente hoy; las máquinas eléctricas son el corazón de la vida moderna, transformadores, motores y generadores eléctricos, esos que cotidianamente facilitan la vida llenando cada rincón. Es objetivo conocer ese luminoso nacimiento de un mundo donde la electricidad comenzó a ser todo para cada ser humano de este planeta. En ese nacimiento de la energía eléctrica, como parte de la vida de cada ciudadano día a día y en el hecho de constituirse una unidad de medida del desarrollo de cada país, la Exposición de Paris fue sin lugar a dudas, un factor clave. A partir de 1889 el hombre descubrió la realidad de vivir un sueño: nacen las máquinas y los accionamientos eléctricos.

ABSTRACT A good electric engineer should not only know and to be up-to-date of the new technologies, but rather he should know how that wonderful world of the technique was born effective today; the electric machines are the heart of the modern life, transformers, motors and electric generators, those that daily facilitate us the life filling each corner. it is objective to bring near to that luminous birth of the modern world where the electricity began to be everything for each human of this planet.In that birth of the electric power like part of each citizen's life day by day, and in the fact of being constituted an unit of measurement of the development of each country, the Exhibition of Paris went without place to doubts, a key factor. Starting from 1889 the man discovered the reality of living a dream: it´s borning the machines and electric driving.