Revista Técnica “energía”
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Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el Sistema de Transporte Público del Ecuador un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO2
Get PDFThe aim and focus of this document is to continue with the development and advance of a predecessor work in relation to the theme of the public transport system of Continental Ecuador and the environmental benefits and in terms of energy efficiency that the country will incur with technological migration of diesel buses through systems based on electric mobility through electric buses, in three different scenarios of occurrence. The methodology has been developed in conjunction with the projections of demand for electric power that will be incurred by the National Interconnected System (SNI) due to the application of an electric mobility system through electric buses in the public passenger transportation service. Subsequently, an analysis of the calculation and evaluation of carbon dioxide (CO2) emissions due to the diesel bus fleet is established, as well as the evaluation of CO2 emissions from the Ecuadorian SNI with its fossil fuel-based thermal generation component once the buses have been technologically changed to electric mobility, in the period 2019-2025. The results reveal the reduction of CO2 emissions to the environment due to the technological migration towards an electromobility system for public passenger transport even considering the premise that the Ecuadorian electricity sector has considerable participation of thermal power plants in its electricity supply matrix.El objetivo y enfoque de este documento es continuar con el desarrollo y avance de un trabajo predecesor en lo referente a la temática del sistema de transporte público del Ecuador Continental y los beneficios medioambientales y en términos de eficiencia energética que incurrirá el país con la migración tecnológica de autobuses diésel por sistemas basados en movilidad eléctrica a través de autobuses eléctricos, en tres distintos escenarios de ocurrencia. La metodología ha sido desarrollada en concomitancia de las proyecciones de demanda de energía eléctrica que incurrirá el Sistema Nacional Interconectado (SNI) debido a la aplicación de un sistema de movilidad eléctrica a través de autobuses eléctricos en el servicio de transportación pública de pasajeros. Posteriormente, se establece un análisis de cálculo y evaluación de emisiones de dióxido de carbono (CO2) debidas al parque automotor de autobuses diésel, así como también, la evaluación de emisiones de CO2 del SNI ecuatoriano con su componente de generación térmica basado en combustibles fósiles una vez que se haya cambiado tecnológicamente los autobuses a movilidad eléctrica, en el período 2019-2025. Los resultados revelan la reducción de emisiones de CO2 al medio ambiente debido a la migración tecnológica hacia un sistema de electromovilidad para el transporte público de pasajeros aún teniendo en consideración la premisa de que el sector eléctrico ecuatoriano disponga una participación considerable de centrales de generación térmica en su matriz de oferta de energía eléctric
Enseñanza para el desarrollo de la sostenibilidad energética en el hogar en zonas urbano – marginales de la ciudad de Guayaquil
Get PDFThe present work shows the partial results got in the project of linkage with the society entitled “Education for sustainable development (EDS) directed to high school in the city of Guayaquil” belonging to the “ESPOL Polytechnic University”. the project framed in home energy sustainability considering the specific learning objectives of the described SDGs in the cognitive, socio-emotional and behavioral domains.
The project based on the development of training plans on renewable energies and training home energy management, based on the constructivist learning model and the development of educational prototypes, comprising the learning objectives described in objective 7 of the SDGs as a mechanism for transferring energy knowledge in marginal urban areas of the city of Guayaquil.
In the workshops, students learned renewable energy concepts; associated criteria of home energy management; including the criteria of sustainability and environmental resilience. The results got from the teaching cycles have identified that it is possible to achieve an average reduction of residential energy consumption by at least 10% of the beneficiaries, and the redesign of the contents and learning tools considering the competences, dimensions and the variables of the local environment.El presente trabajo muestra los resultados parciales obtenidos en el proyecto de vinculación con la sociedad titulado" Educación para el desarrollo sostenible (EDS) dirigida a centros enseñanza secundaria en la ciudad de Guayaquil" perteneciente a la "Escuela Superior Politécnica del Litoral". El proyecto está enmarcado en el campo de la sostenibilidad energética domiciliaria considerando los objetivos específicos de aprendizaje de los ODS descritos en los dominios cognitivo, socioemocional y conductual.
El proyecto se basa en el desarrollo de planes de capacitación en energías renovables y de formación en la gestión de energía en el hogar, basados en un modelo de aprendizaje constructivista y la elaboración de prototipos educacionales, considerando los objetivos de aprendizajes descritos en el objetivo 7 de los ODS como un mecanismo de transferencia de conocimiento energético en áreas urbanas marginales de la ciudad de Guayaquil.
En los talleres, los estudiantes aprendieron conceptos de energías renovables; criterios asociados de la gestión de la energía en el hogar; incluyendo los criterios de sostenibilidad y resistencia ambiental. Los resultados obtenidos de los ciclos de enseñanza han identificado que se puede lograr una reducción media de consumo de energía residencial al menos 10% por parte de los beneficiarios, además se logrado el rediseño de los contenidos y las herramientas de aprendizaje considerando las competencias, dimensiones y las variables del entorno local considerando las competencias, dimensiones y las variables del entorno loca
Evaluación del potencial técnico y económico de la tecnología solar fotovoltaica para la microgeneración eléctrica en el sector residencial del Distrito Metropolitano de Quito
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The technical, economic and commercial potential of photovoltaic solar technology for residential micro power generation in the urban area of the Metropolitan District of Quito is determined. Data of interest belonging to the National Survey of Household Income and Expenses (ENIGHUR by its acronym in Spanish) was collected. The data obtained was organized at the level of the urban area of Quito and sectorized by parishes to determine their trend in terms of the variables of income, electricity consumption and urban planning within the sector analyzed. The statistical processing is performed through IBM SPSS and data extrapolation through MATLAB
Through SAM, software specialized in simulation of photovoltaic installations, simulations were developed for rooftop photovoltaic microgeneration systems, connected to the grid and without battery. It was modeled and sized and different scenarios throughout each urban parish for further analysis.
The results obtained allowed the calculation of economic indicators such as the Net Present Value (NPV) to evaluate the technical, economic and commercial potential of the micro electric generation at the residential level.
Se evalúa el potencial técnico, económico y comercial de la tecnología solar fotovoltaica para micro generación eléctrica a nivel residencial en la zona urbana del Distrito Metropolitano de Quito. Se recopiló datos de interés pertenecientes a la Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de Hogares (ENIGHUR). Los datos obtenidos fueron organizados a nivel de la zona urbana de Quito y sectorizados por parroquias para determinar su tendencia en cuanto a variables de ingresos, consumo eléctrico y urbanismo dentro del sector analizado. Se procedió al tratamiento estadístico por medio de SPSS de IBM y la extrapolación de datos a través de MATLAB
Por medio de SAM, software especializado en simulación de instalaciones fotovoltaicas, se desarrolló simulaciones para sistemas de micro generación fotovoltaica en tejados, conectados a red y sin batería. Se modeló y dimensionó distintos escenarios a lo largo de cada parroquia urbana para su posterior análisis.
Los resultados obtenidos permitieron calcular indicadores económicos como el Valor Actual Neto (VAN) para evaluar el potencial técnico, económico y comercial para la micro generación eléctrica a nivel residencial
Proceso de optimización en el diseño de sistema de calefacción solar pasivo
Get PDFThe present investigation will determine the optimal design solution of a passive solar collection system that adheres to existing constructions, in order to improve the conditions of indoor hygrothermal comfort, through a parametric work methodology, with case studies in the climate of the Cundiboyacense highlands in Bogota Colombia.
To find the optimal solution for the study area, dynamic thermal simulations using EnergyPlus were integrated with an automated black-box optimization analysis process using the RBFOpt algorithm, which uses advanced machine learning techniques to find optimal solutions with a small number of function evaluations.
The first conclusions of the investigation show the most important variables for the optimal design of the solar collection systems are mainly the width and height of the solar collection system, but not so much its depth, for which the Trombe wall is ideal for the case study climate. In addition, it is possible to improve the conditions of comfort inside the spaces for night use regardless of their orientation, a favorable factor for the purposes of the investigation, which consider homes and constructions in the work area that have all kinds of orientations.La presente investigación plantea definir la solución óptima de un sistema de captación solar pasiva adherible a las construcciones existentes, con el fin de mejorar las condiciones de confort higrotérmico interior, mediante una metodología de trabajo paramétrico, con estudios de caso en el clima del altiplano cundiboyacense en Bogotá, Colombia.
Para encontrar la solución óptima para el área de estudio, se integraron simulaciones térmicas dinámicas empleando EnergyPlus, con un proceso automatizado de análisis de optimización con metamodelos usando el algoritmo RBFOpt, el cual utiliza técnicas avanzadas de aprendizaje automático “Machine Learning” para encontrar buenas soluciones con un pequeño número de evaluaciones de funciones.
Las primeras conclusiones de la investigación evidencia las variables más importantes para el buen diseño de los sistemas de captación solar, son principalmente el ancho y alto del sistema de captación solar, pero no tanto su profundidad, por lo cual el Muro Trombe es ideal para el clima trabajado. Además, es posible garantizar condiciones de confort al interior de los espacios de uso nocturno sin importar su orientación, un factor favorable para los efectos de la investigación, considerando que las viviendas ya construidas en la zona de trabajo tienen todo tipo de orientaciones
Análisis del rendimiento termodinámico de una bomba de calor asistida por energía solar utilizando un condensador con recirculación
Get PDFThis research studied a direct-expansion solar-assisted heat pump with a water recirculation system. The installed heat exchangers were a copper collector/evaporator of 0.75 m2 and a coil condenser built in copper pipe with a length of 2.49 m and 8 turns, submerged in a tank with 5 liters of water.
It was used a centrifuge pump of 20 L/min at 110 V was used for the water recirculation. The installed compressor is a variable speed one at 12-24 V DC that uses R600a as working fluid. The throttling device installed was an electronic expansion valve.
The experimental tests were carried out for a water recirculation setup and without recirculation, considering similar weather conditions. In this manner, it can be determined which configuration gives a higher performance to the system. To obtain data about incident solar radiation, wind speed and ambient temperature, a WS-1201 climatological station was employed.
The system provided domestic hot water at 45 °C, delaying between 40 to 50 minutes, depending of the weather conditions. The maximum COP of the recirculation system was 9.83 an 8.04 % higher than the non-recirculation system. The heating time lasted 10 minutes less for the recirculation system, 16.67 % less than using the non-recirculation system.La presente investigación estudia una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar con un sistema de recirculación de agua. Los intercambiadores de calor utilizados fueron un colector/evaporador de cobre de 0.75 m2 y un condensador en forma de serpentín construido en tubería de cobre de 2.49 m de longitud y 8 espiras, inmerso en un tanque con 5 litros de agua.
Para la recirculación del agua, se utilizó una bomba centrífuga de 20 L/min a 110 V. El compresor instalado es de velocidad variable a 12-24 V DC que utiliza R600a como fluido de trabajo. El dispositivo de expansión utilizado fue una válvula electrónica.
Las pruebas experimentales se desarrollaron para una configuración con recirculación y sin recirculación de agua, considerando condiciones climáticas similares. De esta manera, se puede establecer cuál es la configuración que brinda un mayor rendimiento en el sistema. Para la obtención de datos de radiación solar, velocidad del viento y temperatura ambiente se empleó una estación meteorológica WS-1201.
Este sistema proporcionó agua caliente sanitaria, a 45 °C en un tiempo entre 40 a 50 minutos dependiendo de las condiciones climáticas. El COP máximo del sistema con recirculación fue 9.83 un 8.04 % mayor que el sistema sin recirculación. El tiempo de calentamiento tardó 10 minutos menos para el sistema con recirculación, 16.67 % menos que al utilizar el sistema sin recirculación
Diseño para la Conversión a un Sistema Subterráneo de la Red de Distribución de Energía Eléctrica en el Sector del Campus Centenario de la Universidad Politécnica Salesiana
Get PDFThe purpose of the project is to present a design for the conversion of public air power distribution networks in medium and low voltage to distribution networks of underground electric energy in the surroundings of the Polytechnic University Silesian Guayaquil, allowing the modernization of the electrical system Public, accident prevention, power cuts by deteriorated systems and improve the visual impact of the area. For the elaboration of the project was carried out the information gathering of the existing electrical system, the current demand and the projected demand were determined, in addition the consumption by induction cooker for each user was estimated. The light study, the design of the distribution system in half voltage, the distribution centers of load, transformation centers, conductors and necessary protections were realized. According to projections made, the design proposed will feed the current load and increase in the next 10 years.
La finalidad del articulo es presentar un diseño de conversión de redes de distribución de energía eléctrica aéreas públicas en medio y bajo voltaje, a redes de distribución de energía eléctrica subterránea en los alrededores de la Universidad Politécnica Salesiana sede Guayaquil, permitiendo la modernización del sistema eléctrico público, prevención de accidentes, cortes de energía por sistemas deteriorado y mejorar el impacto visual de la zona. Para la elaboración del proyecto se realizó el levantamiento de información del sistema eléctrico existente, se determinó la demanda actual y la demanda proyectada, además se estimó el consumo por cocina de inducción para cada usuario. Se realizó el estudio lumínico, el diseñó del sistema de distribución en medio voltaje, los centros de distribución de carga, centros de transformación, conductores y protecciones necesarias. De acuerdo a las proyecciones realizadas, el diseño planteado alimentará la carga actual y la que se incrementará en los próximos 10 años.
 
Implementación de Aplicaciones EMS en un Sistema de Subtransmisión
Get PDFThe tasks performed for the implementation of EMS Applications in a Control Center of a subtransmission and distribution electrical company in the voltage levels of 132 kV and 33 kV in Argentina are described. In the Control Center it is desired to supervise up to the 500kV voltage level in equipment of neighboring electrical companies.
The implementation is carried out through the ProSOL System, which provides a platform for managing a real-time database that integrates EMS Applications into SCADA systems in Control Centers of Transmission and Subtransmission Electrical Networks, and aims at monitoring tasks and safety evaluation of the operation in real time. In Study Mode various tasks are performed for the generation and tuning of the database; the analysis of the measurement topology and the adjustment of electrical parameters.
The difficulties of the implementation are presented and recommendations are given to facilitate this type of task in Control Centers.Se describen las tareas realizadas para la implementación de Aplicaciones EMS en un Centro de Control de una empresa eléctrica de subtransmisión y distribución en los niveles de tensión de 132 kV y 33 kV en Argentina. En el Centro de Control se desea supervisar hasta el nivel de tensión de 500kV en equipamiento de empresas eléctricas vecinas.
La implementación se realiza mediante el Sistema ProSOL, el cual brinda una plataforma de manejo de una base de datos de tiempo real que integra Aplicaciones EMS en sistemas SCADA en Centros de Control de Redes Eléctricas de Transmisión y Subtransmisión, y tienen como objetivo tareas de vigilancia y de evaluación de seguridad de la operación en tiempo real. En Modo Estudio se realizan diversas tareas para la generación y puesta a punto de la base de datos; el análisis de la topología de medición y el ajuste de parámetros eléctricos.
Se presentan las dificultades de la implementación y se dan recomendaciones para facilitar este tipo de tarea en Centros de Control.
Palabras clave-- EMS, SCADA, Centro de Control, Estimador de Estado, Subtransmisió
Optimización de la Producción de Xilanasa Bacteriana a Partir de Bacillus sp. K1 con el Uso de Residuos Lignocelulósicos
Get PDFThe xylanases are enzymes that hydrolyze xylan, producing fermentable sugars such as xylose and xylobiose. These enzymes have several industrial applications, among which its use in biobleaching and second-generation bioethanol stands out. The main objective in the present study is the optimization of the bacterial xylanase production by the strain Bacillus sp. K1, which has been previously isolated from rotting wood samples collected at Lakehead University\u27s premises for its Biology Department. The variables investigated for optimization were physical such as pH, temperature and inoculum volume; and composition of the fermentation medium such as carbon source, organic and inorganic nitrogen source and percentage ratio between these components. Additionally, the effect of metal ions (sodium, potassium, magnesium, calcium, ferrous, nickelous, cupric, cobaltous and manganous) and surfactants (Tween-20, dodecyl sodium sulfate and Triton X-100) in the xylanase enzyme activity was determined. The highest production of xylanase was obtained after 36h fermentation and the optimal physical conditions associated with the xylanase production were pH 6, temperature 35 ºC and inoculum volume 1%. The optimum composition of the fermentation medium consists of: wheat bran 4%, glucose 0,5%, NH4NO3 0,5%, K2HPO4 0,1%, KCl 0,1%, MgSO4 0,05%, peptone 0,5%, SDS 0,1%. The enzyme activity generated is 264,96±7,89 IU/L, with a 248,79% increase from the initial conditions. The most important inhibitors were cupric and manganous ions with 32,00% and 49,16% inhibition compared to the control experiment.Las xilanasas son enzimas que hidrolizan el xilano, produciendo azúcares fermentables tales como xilosa y xilobiosa con aplicaciones industriales muy diversas entre las que destaca el biobleaching y la producción de bioetanol de segunda generación. El objetivo principal del presente estudio se enfoca en la optimización de la producción de xilanasa bacteriana por parte de la bacteria Bacillus sp. K1. La misma ha sido previamente aislada de muestras de madera en putrefacción recolectadas en las premisas de la Universidad de Lakehead para su Departamento de Biología. Las variables investigadas para la optimización fueron físicas tales como pH, temperatura y volumen de inóculo; y de composición del medio de fermentación tales como fuente de carbono, fuente de nitrógeno orgánico e inorgánico y relación porcentual entre dichos componentes. Adicionalmente, se determinó el efecto de iones metálicos (sodio, potasio, magnesio, calcio, ferroso, niqueloso, cúprico, cobaltoso y manganoso) y surfactantes (Polisorbato-20, dodecil sulfato de sodio y Triton X-100) en la actividad enzimática de la xilanasa producida. La mayor producción de xilanasa fue tras 36h de fermentación y las condiciones físicas óptimas asociadas a la producción de xilanasa fueron pH 6, temperatura 35 ºC y volumen de inóculo 1%. La composición óptima del medio de fermentación determinada está constituida por: Afrecho de trigo 4%, Glucosa 0,5%, NH4NO3 0,5%, K2HPO4 0,1%, KCl 0,1%, MgSO4 0,05%, peptona 0,5%, SDS 0,1%. La actividad enzimática generada es de 264,96±7,89 IU/L, con un 248,79% de incremento con respecto al inicial. Los inhibidores más importantes fueron los iones cúprico y manganoso con 32,00% y 49,16% de inhibición comparado con el experimento de control
Propuesta metodológica para gestionar la Transferencia de Conocimiento individual a la organización, caso: CENACE
Get PDFThis paper presents a methodological proposal to manage the transfer of individual knowledge to the organization, practical case in the National Electricity Operator CENACE. For this study, the knowledge, knowledge management and innovation are considered as the basis for creating an organizational culture, learning and organizational knowledge. In this work, the applied methodology allowed starting the capture and creation of new knowledge through a matrix of identification of knowledge, skills, abilities and competencies of employees of CENACE. In addition, this matrix has allowed validating and storing the individual knowledge of the employees of CENACE (training, career, lessons learned and innovation) through an application developed for knowledge management of CENACE, whose main objective is that all tacit knowledge, explicitly, individually, internally and externally involved in the organization can be systematically transformed and converted into organizational knowledge. Afterwards, this obtained corporate knowledge, being accessible and being able to be shared, will allow the increase of individual knowledge of all its members (knowledge management cycle); thus, improving the management of human talent and obtaining a competitive advantage in the electricity sector.Este trabajo presenta una propuesta metodológica para gestionar la transferencia de conocimiento individual a la organización, caso práctico en el Operador Nacional de Electricidad CENACE. Para este estudio, se considera el conocimiento, la gestión de conocimiento y la innovación como base para crear una cultura, aprendizaje y conocimiento organizacional. La metodología que ha sido aplicada para el presente trabajo ha permitido iniciar la captura y creación del nuevo conocimiento mediante una matriz de identificación de conocimientos, habilidades, destrezas y competencias de los funcionarios de CENACE. Adicionalmente, esta matriz ha permitido validar y almacenar el conocimiento individual de los funcionarios (formación, capacitación, trayectoria laboral, lecciones aprendidas e innovaciones) mediante un aplicativo desarrollado para la gestión del conocimiento de CENACE, cuyo principal objetivo es que todo el conocimiento tácito, explícito, individual, interno y externo involucrado en la organización pueda transformarse y convertirse, sistemáticamente, en conocimiento organizacional. Posteriormente, el conocimiento corporativo obtenido, al ser accesible y poder ser compartido, permitirá el aumento del conocimiento individual de todos sus miembros (ciclo de gestión de conocimiento), mejorando así, la gestión de talento humano y obteniendo una ventaja competitiva en el sector eléctrico
Optimización Multi-objetivo de Potencia Activa y Reactiva para crear la Curva PQ en las Barras del SEP
Get PDFIn this work, a problem of multiobjective optimization of active and reactive power in the bars of the system is proposed, which considers the operating limits, the generation capacity, the reactive power reserves, the active power capacity, the transmission restrictions, and the voltage limits of the electric power system (SEP).
The proposed multi-objective optimization problem is based on a combination of the objective function1: reactive power margin and the objective function 2: active power, in the bar subject to analysis of the SEP margin. From the multiobjective problem the Pareto Border is obtained, which represents the PQ curve (projection of the PV and QV curve on the plane) of the bar under analysis. The optimization problem model is applied to a test system for its validation and analysis of results. In this way, a reliable measure is provided to evaluate the voltage stability and the security of the system in electrical networks considering the maximum operating limits of the SEP.En este trabajo, se propone un problema de optimización multiobjetivo de potencia activa y reactiva en las barras del sistema, el cual considera los límites operativos, la capacidad de generación, las reservas de potencia reactiva, capacidad de potencia activa, las restricciones de transmisión, y los límites de voltaje del sistema eléctrico de potencia (SEP).
El problema de optimización multiobjetivo propuesto se basa en una combinación de la función objetivo1: margen de potencia reactiva y la función objetivo 2: potencia activa, en la barra sujeta a analisis del margen del SEP. Del problema multiobjetivo se obtiene la Frontera de Pareto, que representa la curva PQ (proyección de la curva PV y QV sobre el plano) de la barra en análisis. El modelo del problema de optimización es aplicado a un sistema de prueba para su validación y análisis de resultados. De esta manera se proporciona una medida confiable para evaluar la estabilidad de voltaje y la seguridad del sistema en redes eléctricas considerando los limites máximos de operación del SEP