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- Projeto de linhas de média tensão: desenvolvimento de modelos de cálculo com a instalação de órgãos em linhas aéreasPublication . Camponês, Renato André da Conceição; Marques, Pedro José Franco; Gueifão, Henrique Paulo; Botelho, Maria João RodriguesO presente relatório encontra o seu fundamento no estágio realizado na EDP Distribuição (polo de Leiria), no departamento de Estudo de Redes MT/BT da Direção de Redes e Clientes Tejo, durante um período de nove meses. Este estágio concretizou-se no âmbito do mestrado em Engenharia Eletrotécnica no Instituto Politécnico de Leiria. Desta forma, este documento procura, em traços gerais, representar o trabalho desenvolvido bem como apresentar as principais matérias abordadas. Por este motivo, áreas como o estudo e conceção de projetos de Média Tensão (MT) terão natural destaque neste relatório. De reiterar ainda o desenvolvimento de uma ferramenta de cálculo de equipamentos nas linhas aéreas MT. Relativamente à repartição das matérias procurou-se a inclusão de todos os elementos considerados necessários para a compreensão de como elaborar um projeto.
- High efficient cogeneration potentialPublication . Palacios, Gabriel Napoleón Pesantez; Mendes, Luís Miguel Moreira; Sempértegui, RodrigoDue to the current problems that arise in the environmental, energy and economic areas, an increase of the efficiency of the use of fossil fuels is absolutely needed to reduce the dependence on hydrocarbons and improve tue quality of life. Cogeneration is a supply option that aims to achieve this goal, cogeneration by using the exhaust gases, and thermal energy from cooling systems from thermal equipment to supply useful thermal energy to other processes, producing two useful energy streams combined, usually mechanical or electric and thermal energy at the same time. The principal objective of this work is to evaluate the potential of cogeneration in the industrial sector of Ecuador. In this framework, a short introduction about the development of cogeneration over the last decades is presented, and a classification of cogeneration according to the sequence of production of electricity and heat, and according to the prime mover type is also presented. The concept of trigeneration is analyzed briefly. A summary of the studies used as a source for the present work as well as the current situation of the electricity market in Ecuador is also shown, being also analyzed the energy consumption data published by the INEC in 2011. Using the factors presented in the consulted bibliography, the cogeneration potential was calculated, considering the current electricity market structure of Ecuador, and using the electrical needs of industries as a base-line. An economic analysis was carried out using as four types of equipment and considering the effects of altitude above sea level as an important parameter. Finally, two specific facilities, representing the paper and the food industry were used as case studies to evaluate the implementation of cogeneration.
- Aprovechamiento de la energía eólica en ambientes urbanosPublication . Banegas, Diego Patricio Peña; Marques, Pedro José Franco; Quizhpi, Julio César LópezEsta tesis presenta la utilización de un modelo de programación no lineal entero mixto (PNLEM) a través de la metodología DistFlow para la operación óptima de la micro red con el fin de observar la contribución que tiene la integración del recurso del viento en los ambientes urbanos. Para ello, se realizó la parametrización de las variables de viento en condiciones atmosféricas y geográficas propias del sitio de estudio, utilizando la distribución de Weibull, ampliamente usada para la estimación del viento. Se exhibe dos casos de estudio reales de micro redes en la ciudad de Cuenca. El primer caso de estudio está conformado por cargas residenciales y comerciales de un edificio pequeño, el segundo caso presenta el análisis de una micro red que abastece energía eléctrica para una urbanización. Para los dos casos de estudio se plantea una función objetivo que minimiza los costos de energía de la red de distribución a través de diferentes escenarios; estos escenarios estudian el comportamiento del sistema cuando existe o no el recurso del viento y un sistema de almacenamiento (baterías). El uso de la energía eólica en la parte urbana de la ciudad abarca beneficios para mitigar problemas en la red de distribución como son las pérdidas de energía y la disminución del consumo energético externo de la red mediante el uso de funciones de optimización específicas.
- Análisis de viabilidad técnico-económico de sistemas con energías renovables a pequeña escala con nuevas tecnologías dealmacenamientoPublication . Domínguez, Jorge Luis Ordoñez; Gil, Nuno José de Abreu e Sousa CabeteA escala global, el uso de las fuentes renovables para la producción de energía eléctrica viene aumentando debido al incremento de las necesidades energéticas, la volatilidad de precios de los combustibles fósiles y los problemas ambientales ocasionados por los mismos. En este estudio se realiza un análisis técnico-económico de pequeños sistemas renovables con distintas tecnologías de almacenamiento (Baterías de Plomo, Litio y Flujo), con el fin de determinar la opción para abastecer una demanda residencial en las mejores condiciones de operación. El análisis se realiza a un Sistema Fotovoltaico (SFV) que funciona tanto aislado como conectado a la red, y que abastece la demanda de energía de una vivienda tipo en la ciudad de Cuenca (Ecuador). El software utilizado en este análisis es HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources), el cual facilita la obtención de una configuración óptima de un SFV, aprovechando el recurso solar existente en la zona. Del análisis se concluye que, dadas sus características técnicas, la batería de flujo sería la que mejor se adapte a este tipo de sistemas, sin embargo su costo (y tamaño) es aún una barrera importante, lo cual favorece al uso de las baterías de plomo.
- High performance position control for permanent magnet synchronous drivesPublication . Palacios, Aurelio Antonio Pesántez; Neves, Luís Miguel Pires; Sempértegui, RodrigoIn the design and test of electric drive control systems, computer simulations provide a useful way to verify the correctness and efficiency of various schemes and control algorithms before the final system is actually constructed, therefore, development time and associated costs are reduced. Nevertheless, the transition from the simulation stage to the actual implementation has to be as straightforward as possible. This document presents the design and implementation of a position control system for permanent magnet synchronous drives, including a review and comparison of various related works about non-linear control systems applied to this type of machine. The overall electric drive control system is simulated and tested in Proteus VSM software which is able to simulate the interaction between the firmware running on a microcontroller and analogue circuits connected to it. The dsPIC33FJ32MC204 is used as the target processor to implement the control algorithms. The electric drive model is developed using elements existing in the Proteus VSM library. As in any high performance electric drive system, field oriented control is applied to achieve accurate torque control. The complete control system is distributed in three control loops, namely torque, speed and position. A standard PID control system, and a hybrid control system based on fuzzy logic are implemented and tested. The natural variation of motor parameters, such as winding resistance and magnetic flux are also simulated. Comparisons between the two control schemes are carried out for speed and position using different error measurements, such as, integral square error, integral absolute error and root mean squared error. Comparison results show a superior performance of the hybrid fuzzy-logic-based controller when coping with parameter variations, and by reducing torque ripple, but the results are reversed when periodical torque disturbances are present. Finally, the speed controllers are implemented and evaluated physically in a testbed based on a brushless DC motor, with the control algorithms implemented on a dsPIC30F2010. The comparisons carried out for the speed controllers are consistent for both simulation and physical implementation.
- Sistema de localización indoor y outdoor para un mini vehículo aéreo autónomo no tripulado utilizando módulos wi-fiPublication . Taipe, Daniela Katherine Flores; Pereira, João da Silva; Marcillo, DiegoAnte el constante desarrollo de la tecnología este ha dado origen a la demanda de aplicaciones, que precisan de más información del usuario, para la satisfacción de sus necesidades. La localización forma parte de tales necesidades, esto da lugar al avance de diferentes sistemas que reclaman precisión y rapidez en tiempo real, que sufren ciertas anomalías por el ruido, obstáculos, condiciones climáticas que provoca el sombreado, efecto multi-trayectoria y pérdida de la misma. El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema de localización que considera el uso de módulos emisores y receptores que permiten mejorar el procesamiento y disminuir el consumo de energía, para optimar la estimación de posición en ambientes internos y externos en escenarios diferentes. Para llevar a cabo el diseño e implementación de este sistema sigue ciertas especificaciones de la metodología ciencia del diseño que da inicio a la construcción de nodos sensores inteligentes que modula y optimiza métodos de localización para el posicionamiento de un mini drone, que tiene como característica principal la navegación autónoma marcada por una ruta trazada. Se realizaron diferentes evaluaciones de estado (estático y dinámico) del UAV (Unmanned Aerial Vehicles, Vehículo Aéreo No Tripulado), en dos entornos diferentes cada uno con diferente magnitud, con los que se obtuvo el ángulo donde se encuentra la potencia máxima, y con ello el cálculo de error de precisión. Posteriormente se procede a interpretar cada uno de estos datos, determinando que el sistema de localización propuesto tiende a mejorar en cuanto a la estimación de localización y da opción a la modelación de un objeto o del ambiente en 3D o un medio fotográfico.
- Ciclo de vida de una central de biogásPublication . González, Yadyra Monserrath Ortiz; Galvão, João Rafael da Costa Sanches; Manzano, Hernando Efraín MerchánEl uso de fuentes de energía es imprescindible para el desarrollo social, económico y tecnológico, en los últimos años los combustibles fósiles como principal fuente energética ha generado graves problemas ambientales. Por esta razón, Instituciones gubernamentales y organizaciones en todo el mundo, promueven el uso de fuentes renovables como una alternativa eficiente y amigable con el medio ambiente. Con el fin de minimizar los impactos ambientales y preservar el medio ambiente, se han impulsado distintos proyectos e investigaciones; uno de los cuales es el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y la Huella de Carbono (HC), los cuales analizan la metodología y el cálculo de daños provocados al medio ambiente, ya sea por personas, empresas o servicios. El objetivo de un ACV es cuantificar los impactos generados por cualquier actividad, producto o servicio, mientras que la HC permite cuantificar y comparar en kgCO2 eq los impactos que producen los Gases de Efecto Invernadero (GEI). Este trabajo propone un ACV y HC al proceso de producción de electricidad a partir de biogás, el análisis se lleva a cabo en el relleno sanitario Pichacay, ubicado en la ciudad de Cuenca, Ecuador. Para el desarrollo de esta investigación se utilizó el software Simapro.8 el cual es una herramienta que permite realizar ACV y HC, mediante el ingreso de datos propios y/o el uso de su base de datos, en este caso se usaron datos provenientes de la Empresa Municipal de Aseo de Cuenca (EMAC EP), a la cual pertenece el proyecto de generación de electricidad a partir del biogás del relleno sanitario Pichacay, los sistemas estudiados en este proceso fueron, el transporte de residuos hasta el relleno, el sistema de extracción y tratamiento del biogás, equipo de generación de electricidad, y finalmente la subestación de transformación. Como resultado del estudio del ACV, se obtuvo que la mayor parte de impactos ambientales se produce en la etapa de transporte de residuos, debido a la cantidad de kilómetros que recorren los vehículos recolectores y de combustible usado en un año. Para el análisis de la huella de carbono, se empleó el método Greenhouse Gas Protocol V1.01 de Simapro, el mismo que mostró que el CO2 eq fósil, fue el que contribuyó en gran cantidad, esto debido al consumo de diésel por los camiones recolectores de basura. El análisis de éstas metodologías permitieron comprobar, que aparte del subsistema de transporte, se obtienen impactos o aspectos positivos asociados a la producción de electricidad mediante biogás, debido a que se evitan la emisión de GEI, en especial el metano (CH4) que es el gas que más contribuye al calentamiento global. Para este caso estudiado y debido a los resultados obtenidos se recomienda optimizar las rutas de recorrido de los recolectores de basura y /o cambiar el combustible por un biocombustible como el biodiesel que tiene mayores ventajas ambientales. En Ecuador aún no se han desarrollado suficientemente estas metodologías, motivo por el cual es importante que se realicen este tipo de estudios ya que a través de ellos podemos acercarnos y encaminarnos a una economía circular, púes ésta no pretende solamente responder a los desafíos globales como el cambio climático, la sostenibilidad y la preservación de la biodiversidad, sino que impulsa el uso consciente y eficiente de cada uno de los recursos, productos y/o servicios que necesitamos para desarrollarnos tanto económica como social y ambientalmente.
- Control de huecos de tensión mediante la incursión de un sistema de inyección de energía basado en volante de inercia en un sistema de distribución de energía eléctricaPublication . Uguña, Carlos Mauricio Orellana; Oliveira, Filipe Tadeu Soares; Gil, Nuno José de Abreu e Sousa Cabete; Morales, Luis Gerardo GonzálezLa presente tesis abarca el diseño de un sistema de control de huecos de tensión mediante sistemas de inyección de energía basado en el almacenamiento en volantes de inercia y supercondensadores, para esto se realiza un estudio comparativo de estos sistemas, tomando en consideración que uno de los tantos fenómenos que producen los huecos de tensión, son producto del arranque de máquinas eléctricas con tiempos en el orden de segundos, donde estos están conectados a una red de distribución que está conformada por conductores con características eléctricas conocidas. El estudio se basa en una comprobación mediante herramientas computacionales, de igual manera se estudia los dispositivos de potencia que se utiliza para conformar el puente trifásico bidireccional tomando en cuenta el rendimiento en términos de tensión, corriente y frecuencia de trabajo. El sistema de inyección de energía en estudio se basó en las regulaciones CONELEC 004/01 (aplicado en el Ecuador) y NP EN 50160-2010 (norma Portuguesa) para determinar la formación de huecos de tensión y así poder inyectar energía hacia la red de distribución. En la presente tesis se muestra el procedimiento aplicado para encontrar las relaciones existen entre las variables de salida con respecto a las variables de entrada conocido como función de transferencia, tomando en cuenta las características dinámicas de las máquinas síncronas de imanes permanentes y las características eléctricas de la red de distribución con el fin de sintonizar los lazos de control de corriente, tensión y velocidad con la mejor respuesta dinámica posible tanto del sistema de inyección de energía basado en volante de inercia como el banco de supercondensadores, de igual forma se muestra el procedimiento de diseño de un sistema de sincronización de fase para poder tener un control de energía activa o reactiva conocido como PLL (Phase Locked Loop), también se detallan pautas que deben ser consideradas al momento del diseño y sintonización del sistema de control.
- Utilización de la plataforma MOODLE en la asignatura de Ciencias Sociales – un estudio de caso en estudiantes de primero de bachillerato de la institución educativa “Lev Vygotsky”Publication . Back Hernandez, Sonia Margarita; Pereira, Maria Isabel Alves Rodrigues; Cahcon Castro, JackelineEsta investigación tiene por objetivo aplicar la plataforma MOODLE para fortalecer el proceso de enseñanza – aprendizaje de la asignatura de Ciencias Sociales, en estudiantes de primero de bachillerato de la institución educativa “Lev Vygotsky”. El método utilizado de investigación fue un estudio cualitativo y cuantitativo, a través del cual se consultó distintas fuentes bibliográficas y digitales desarrolladas en torno al tema de investigación, así como recopilación de datos en el lugar de los hechos, mediante una encuesta desarrollada a los estudiantes de primero de bachillerato de la institución educativa, y una entrevista realizada a los docentes y el director de esta entidad. Los resultados obtenidos muestran que inicialmente los docentes utilizaban recursos tecnológicos como redes sociales y correos electrónicos para fortalecer el proceso de enseñanza – aprendizaje de la asignatura de Ciencias Sociales, sin embargo al aplicar la plataforma MOODLE, se incrementó el grado de participación de los estudiantes, despertando su motivación para investigar por sí mismos y participar en debates virtuales sobre los contenidos expuestos en esta herramienta. No obstante los docentes enfrentaron algunas dificultades para manejar la plataforma debido al desconocimiento de su funcionamiento y las ventajas que se producen en el contexto educativo. Como conclusiones finales se establece que la implementación de ambientes virtuales es importante en la educación , ya que fortalece el proceso de enseñanza – aprendizaje, gracias a las actividades didácticas que se llevan a cabo entre estudiantes y docentes; pese a ello es importante capacitar a los maestros sobre estas herramientas para que puedan utilizarlas de forma correcta, y así aprovechar las ventajas en cuanto a la forma de presentar y analizar la información, generando un conocimiento reflexivo, que vincula la teoría que se genera en las aulas con los problemas que se suscitan en la realidad.
- Análisis del impacto en transitorios y niveles de tensión relacionados con la conexión de micro-redes eléctricas al sistema de distribuciónPublication . Astudillo, Giovanny Rolando Pedroza; Gil, Nuno José de Abreu e Sousa Cabete; Espinoza, Juan LeonardoEsta tesis presenta un análisis del impacto sobre el sistema de distribución producido por las denominadas micro-redes eléctricas, abastecidas por pequeñas fuentes de generación. Para ello, se realizaron estudios en régimen permanente (estado estable) y estudio dinámico (transitorios), con el fin de obtener resultados que no afecten a la red ni a los consumidores. El análisis se realiza para sistemas fotovoltaicos, eólicos, generador a diésel, generador a gas y minihídrica, que forman parte de la micro-red de la Universidad de Cuenca. El software utilizado en este análisis es el DIgSILENT PowerFactory que permite realizar estudios de flujos de potencia y de transitorios electromagnéticos (EMT). Se detallan los impactos que ocasionaría la micro-red al ser instalada a la red de distribución cercana tanto en pérdidas, perfiles de voltaje, sobrecargas en líneas. Además se realiza un estudio de sensibilidad con el fin de conocer si la red de distribución está apta para la interconexión de una micro-red eléctrica bajo el criterio de Generación Distribuida – GD.