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Dissertations / Theses on the topic 'Generadores eléctricos – Diseño'
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1
Dharmawidjaja, Muñoz Jorge Hendryk. "Diseño y construcción de dispositivo trifásico-polifásico para pequeños generadores." Tesis, Universidad de Chile, 2013. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/112727.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil ElectricistaEn el actual escenario mundial, donde cada vez es más frecuente que pequeños generadores ERNC suministren energ ía el éctrica residencial, comercial e inclusive industrial, se prevee que los sistemas de el éctricos de potencia tradicionales migren a sistemas que incorporen pequeños generadores ERNC inyectando su energí a excedente directamente a la red de distribución. Frente a este nuevo escenario, el Estado ha tenido que legislar al respecto promulgando una ley que regula el ingreso de estas nuevas tecnologí as y desarrollando el reglamento correspondiente con la finalidad de hacer sustentanble y mantener de forma segura los sistemas eléctricos de potencia, exigíendolos cumplir con normas técnicas. Además la nueva legislación incentiva el ingreso de estos nuevos actores con el pago, de las empresas distribuidoras de la energía excedente inyectada. Para poder incorporar estos pequeños generadores dentro del sistema eléctrico, se propone la construcción de un dispositivo que amplí e la forma de operación de distintos tipos de estos pequeños generadores, y que además permita que estos cumplan con las nuevas normativas para que se incorporen al sistema eléctrico de distribución y sincronizarlos en forma segura. El objetivo del trabajo de título es desarrollar y construir un dispositivo, que cumpla la función de interfaz entre el generador y consumo-red, con una potencia de 10[kW], que sea autónomo y que permita operar con un consumo aislado o sincronizado, que busca obtener un mejor rendimiento uniendo fases para el caso de operación en isla con conexión monofásica, y además, evaluar la rentabilidad del dispositivo. Se contruye un conversor de 7 piernas que se compone principalmente de un DSP que controla su funcionamiento, placas de transductores que miden variables eléctricas necesarias para el control y la placa del conversor, la cual recibe las señales de control y controla los circuitos de potencia. Se acondiciona parte del laboratorio de electrónica de potencia para realizar pruebas controladas y seguras. Se diseñan los algoritmos de modulación y control del sistema, que corresponden a modulación de espacio vectorial en 3 dimensiones que permite tener una salida del inversor trifásica con neutro, lo que permite conectar carga directamente, y control resonante que tiene la característica de controlar en torno a una frecuencia específica de 50[Hz]. Se realizan las pruebas de algoritmos y se registran las salidas que verifica que el inversor mantiene una tensión de salida a 50[Hz], en vacío, con variación de carga e igualando fases. Se calcula una breve evaluación económica para estimar la rentabilidad del equipo. Finalmente se obtiene un dispositivo experimental que puede servir como referencia de diseño y construcción de un conversor, desarrollo de algoritmos de modulación y control. Además de una base de aprendizaje en uso software para programar DSP y hardware de electr onica de potencia.
2
Sierra, Jiménez Eric Andrés. "Análisis del diseño y control de un generador trifásico doblemente alimentado." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/110950.
Full textAbstract:
El objetivo del presente trabajo de título es analizar el diseño de un generador trifásico doblemente alimentado, enfocándose en los aspectos constructivos que determinan su comportamiento eléctrico, incluyendo métodos de control que se utilizan habitualmente para aplicaciones en aerogeneradores.
Se comienza desarrollando el modelo de circuito monofásico equivalente, que permite estudiar las propiedades de este tipo de generador, especificando las convenciones de signos empleadas y las ecuaciones respectivas.
Luego, se entregan las principales relaciones electromecánicas, con el fin de obtener los parámetros del modelo circuital, resistencias y reactancias, a partir de las dimensiones físicas y materiales constituyentes de la máquina.
A continuación se describe el algoritmo de diseño implementado para los análisis posteriores, estableciendo criterios de evaluación de sus características eléctricas en aplicaciones eólicas para sistemas de generación con potencia nominal del orden de 2 MW.
Finalmente se desarrolla la metodología de diseño para la determinación de las dimensiones más apropiadas del generador, la cual se ilustra para un caso definido de aplicación eólica.
Se concluye que las estrategias de control implementadas en generadores eólicos doblemente alimentados son decisivas a la hora de determinar los aspectos constructivos del diseño, por lo cual se señalan los parámetros más relevantes y analiza su efecto en los modelos desarrollados.
3
Abarzúa, Martínez Alejandro Andrés. "Aspectos de Diseño de Generadores Sincrónicos de Flujo Axial para la Aplicación en Aerogeneradores." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/104359.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil ElectricistaEl objetivo principal de este trabajo consiste, como su nombre lo indica, en investigar y desarrollar los procedimientos de diseño de generadores sincrónicos de flujo axial, de imanes permanentes, para la aplicación en aerogeneradores. Con este fin, primero se realiza una etapa de investigación sobre este tipo de máquinas y la tecnología existente en la actualidad para aerogeneradores, además del estado del arte en Chile con respecto a la energía eólica y materias de electrificación rural. Los temas más importantes son plasmados aquí, para crear el prisma bajo el cual se espera el lector siga este trabajo. La segunda etapa consiste en el diseño del generador sincrónico de flujo axial. Para esto, primero se realiza un ajuste de fórmulas que calculan los flujos que se pueden enlazar con las bobinas del generador. Esto permite implementar una metodología de diseño de la máquina, la que luego es optimizada en base a los precios del hierro dulce, los imanes y el cable a utilizar, concluyendo además la ventaja del uso de hierro dulce. Con la metodología implementada y las expresiones que relacionan el viento con el generador, se obtiene el óptimo para ciertas condiciones impuestas de potencia demandada y velocidades de viento máxima y nominal, procediendo luego a obtener las simulaciones para el generador en vacío y con carga, en función del viento. La correcta modelación de esta carga es fundamental para la simulación del comportamiento de la máquina, ya que ésta, junto con los datos del potencial eólico del lugar escogido (Ollagüe), permiten obtener la curva de potencia del aerogenerador diseñado, dato fundamental para la posterior simulación del comportamiento de la máquina con datos reales de la localidad. Finalmente, en base a la simulación realizada para el consumo eléctrico de la localidad de Ollagüe, se compara la alternativa eólica que incluye al aerogenerador diseñado, con una alternativa diesel, verificándose que la primera resulta ser más conveniente en un plazo de 10 o más años.
4
Mendoza, Yupanqui Paul Yampier. "Diseño de generador hidroeléctrico portable para zonas rurales." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9466.
Full textAbstract:
El uso de la energía eléctrica es indispensable en la vida diaria de las personas.
Demográficamente, gran parte del sector urbano cuenta con acceso a este servicio; sin
embargo, en el sector rural existen grupos humanos que no tienen acceso a este recurso.
Dada esta necesidad, se ha ido impulsando el uso tecnologías renovables, entre las
cuales la hidroeléctrica se presenta como la más viable, teniendo en cuenta la geografía
del país, con la finalidad de facilitar el acceso a este tipo de energía.
En el presente trabajo, utilizando el método de la matriz morfológica, se diseñó un
sistema generador hidroeléctrico portable que aprovecha el desplazamiento de masas de
agua en canales como fuente de energía cinética. Para ello se empleó una turbina
hidrocinética, la cual adquiere un movimiento rotatorio al paso del fluido con la
finalidad de convertir la energía cinética en mecánica. Asimismo, gracias a un
generador de imanes permanentes acoplado al eje de la turbina en movimiento se puede
generar electricidad alterna. Luego, esta corriente fue acondicionada para la carga de
dispositivos electrónicos mediante un circuito rectificador y un regulador de tensión.
Por último, se logró diseñar una máquina de cumple con los requerimientos y
exigencias de diseño que garanticen la generación de 10W de potencia eléctrica.
Además, se resalta la importancia que significaría el uso de esta máquina en zonas
remotas y la implicancia en la calidad de vida de las personas de estas regiones.Tesis
5
Ruiz, Figueroa José Iván. "Diseño de un sistema portátil tipo cometa para generación de electricidad." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/13764.
Full textAbstract:
Las energías renovables constituyen un recurso importante en el mundo ya que no
contaminan el ambiente en comparación con los recursos fósiles. En el mundo se
cuenta con un gran potencial de fuentes de energía renovables como el agua
(energía hidráulica), los desechos (biomasa), aire (energía eólica), entre otros. Sin
embargo, el potencial total de estas energías no son aprovechadas debido a factores
como costos, falta de lugares idóneos para su implementación y factores que
pueden afectar en muchos casos el hábitat de los animales. En el Perú, el potencial
teórico de energía eólica es de alrededor de 22 000 MW contra una capacidad
instalada de 239 MW, lo cual representa 1 % del total que se podría obtener. Las
principales barreras para un mayor aprovechamiento del potencial eólico son los
costos y la tecnología. Dado que el potencial de energía eólica y su crecimiento está
basado en la altura de las torres de los aerogeneradores, su desarrollo se ve
impedido por el transporte y la maquinaria necesaria para su instalación a más de
100 m de altura.
Por ello, en el presente trabajo se desarrolla el diseño de un sistema generador de
electricidad con una estructura tipo cometa como dispositivo para captar la energía
cinética del aire a alturas mayores a 100 m. El diseño cuenta con una cometa que
está unida mediante cables a una unidad de control que cuenta con dos motores DC
que modifican el perfil de la cometa para controlar su trayectoria. La unidad de
control se une también mediante cables a una estación en tierra donde se encuentra
un tambor que transmite el movimiento al generador. En la estación en tierra se
ubica un motor AC para retornar la cometa una vez que esta haya alcanzado la altura
máxima de operación. El generador se conecta a un banco de baterías para
almacenar la energía producida. El control de la trayectoria se realiza mediante un
control en tiempo real y módulos de posicionamiento, así como sensores de
velocidad de viento, sensores de fuerzas, temperatura y voltaje para asegurar la
seguridad del sistema.
La metodología del diseño propuesto se delimita a partir del estado del arte
encontrado. Luego, se definen los conceptos de solución y se evalúa el concepto de
solución óptimo. Se realiza también una evaluación de los sensores y actuadores a
usar a partir de los requerimientos establecidos, y se define una estrategia de control
para la trayectoria en la generación de energía. El resultado final del diseño se
muestra en las ilustraciones del documento y planos.Tesis
6
Urcuhuaranga, Jesús William Esteban. "Diseño y construcción de túnel de viento para el estudio de aerogeneradores." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013. https://hdl.handle.net/20.500.12672/10234.
Full textAbstract:
Publicación a texto completo no autorizada por el autorRefiere el diseño, construcción, montaje y puesta en funcionamiento de un túnel de viento de circuito abierto, con zona de prueba abierta (túnel tipo Eiffel) y fue instalado en el Laboratorio de Máquina Térmicas e Hidráulicas de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería (FIM-UNI) para el desarrollo y optimización de pequeños aerogeneradores para la electrificación de poblaciones rurales aisladas del Perú. El túnel consta básicamente de tres partes: el colector con rejilla de estabilización, la zona de prueba que es una cámara de estancamiento y el difusor. Dentro del difusor, se encuentra instalado el ventilador axial que trabaja a régimen de succión. El aire es aspirado a través del colector y la zona de prueba, hasta la entrada del difusor. Pasando el ventilador, el aire es conducido a través de un difusor y luego, es expulsado al medio ambiente. Los cálculos de diseño se realizaron empleando las ecuaciones de flujo compresible.
Tesis
7
Salinas, Sánchez Camilo Alonso. "Diseño de esquemas de control para respuesta inercial en generadores de inducción doblemente alimentado (DFIG)." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/140978.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil EléctricoLas tecnologías ERNC han ido en aumento a nivel mundial en el último tiempo, diferentes operadores de sistemas se han enfrentado a nuevos desafíos para mantener la estabilidad del sistema, particularmente, la estabilidad de frecuencia, donde la inserción masiva de generación renovable empeora la respuesta en frecuencia del sistema producto de la conexión vía conversor en el caso de centrales fotovoltaicas y eólicas. Chile no es la excepción, según los informes del Servicio de Evaluación Ambiental (SEA), existen gran cantidad de proyectos ERNC, tanto para el Sistema Interconectado Norte Grande (SING) como para el Sistema Interconectado Central (SIC) que pretenden entrar en operación en el sistema. Por ello se hace necesario investigar con estudios dinámicos los posibles problemas ante la inserción masiva de nuevas tecnologías renovables, y también poder mitigar los diferentes problemas, en particular la respuesta inercial, la cual es empeorada ante la inserción masiva de ERNC conectadas vía conversor. Dado lo anterior, se trabaja en un escenario proyectado al año 2030, con el fin de evaluar la estabilidad en frecuencia en el sistema SIC-SING interconectado frente a una alta generación eólica. El estudio consiste en hacer un análisis de sensibilidad para diseñar esquemas de control inercial adecuado a los generadores eólicos DFIG para poder contribuir a la respuesta inercial del sistema ante contingencias, y por consiguiente, mejorar la respuesta en frecuencia del sistema, manteniendo la estabilidad de este. Se implementan 3 esquemas de control inercial en los DFIG, el primero de ellos, el control droop, el cual mejora el punto mínimo de frecuencia (Nadir) que se alcanza ante desbalances carga/generación. Se obtuvo que la mejor respuesta inercial se alcanza cuando el control droop tiene valores de 16% para el estatismo y una constante de tiempo de 20 segundos para el filtro pasa alto. Se mejora un 3,05% los índices de desempeño ponderados en comparación con el caso base. El segundo esquema de control, el control inercial derivativo, mejora principalmente la tasa de cambio de la frecuencia (ROCOF), donde se obtuvo que la mejor respuesta inercial se alcanza cuando las variables constante de inercia y constante de tiempo del filtro pasa bajo toman valores de 12 y 2 segundos respectivamente. Con estos valores se ve una mejora del 4,67% en los índices de desempeño ponderados. Finalmente el esquema de control, que combina los dos controles anteriores, presenta mejoras tanto en el ROCOF como en el Nadir, sin embargo empeora el error en régimen permanente. Se tiene que sus valores óptimos son para el estatismo igual a 25% y constante de inercia de 12 segundos. Con los valores óptimos, se tiene una mejora del 4,34% en los índices de desempeño ponderados, en comparación con el caso base. Se determinó que el mejor esquema de control a implementar en los DFIG para el escenario proyectado, es el control inercial derivativo, que presenta el mejor valor de índices ponderado.
8
Valdés, Ortiz Mauricio. "Diseño de un algoritmo de diagnóstico de fallas monofásicas en máquinas sincrónicas de polos salientes usando la máquina de soporte vectorial." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/129810.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil EléctricoLa energía eléctrica es una de las formas de energía más usadas por el ser humano. Sin ella muchas de las comodidades a las que se está habituado desaparecerían. Sin embargo uno de sus mayores consumidores es la industria, donde tan solo la idea de una mala calidad de suministro sostenida en el tiempo podría causar una gran conmoción. Es por eso que los sistemas de generación de esta energía deben ser monitoreados constantemente en búsqueda de posibles fallas o anomalías que pongan en peligro la disponibilidad de los equipos eléctricos ahí usados, en especial de las máquinas usadas para la generación. Los generadores sincrónicos son las máquinas rotatorias más usadas en la industria de la generación de energía eléctrica, es por eso que el diagnóstico de fallas para estos equipos toma gran importancia a nivel mundial. En el presente trabajo de título se diseña un algoritmo de diagnóstico de fallas orientado a detectar y clasificar fallas de tipo monofásicas para máquinas sincrónicas de polos salientes, monitoreando las corrientes de estator trifásicas y la corriente de campo. Está basado en el uso de una novedosa técnica de aprendizaje supervisado llamada Máquina de Vectores de Soporte (SVM), la cual, mediante su sistema de implementación uno contra el resto es capaz de clasificar el estado de la máquina en 4 clases distintas: sano , falla clase 1 , falla clase 2 y falla clase 3 . La SVM recibe como entrada los llamados atributos de falla, variables que se obtienen a partir de las corrientes monitoreadas y se caracterizan por poseer la información suficiente para que la SVM pueda resolver el problema de clasificación planteado. Los atributos son obtenidos a través del análisis de las corrientes de estator y de campo. Consisten en un conjunto formado por distintas frecuencias de falla (obtenidas mediante la Transformada de Fourier de las distintas señales de entrada) como también de amplitudes o características de las corrientes en el tiempo. Los datos de operación de la máquina sincrónica que son usados para entrenar, probar y validar el algoritmo de diagnóstico se obtienen a partir de simulaciones del modelo basado en la representación del Voltaje detrás de la Reactancia, este modelo implementa una novedosa forma de subdividir los devanados de estator de la máquina con el fin de simular fallas internas. El algoritmo es validado usando datos contaminados con ruido blanco Gaussiano en distintos niveles, logrando una tasa correcta de clasificación del 97:5% para datos contaminados con ruido S=N = 30[dB], lo que indica que el método propuesto es robusto ante perturbaciones y podría ser aplicado experimentalmente en el diagnóstico de fallas monofásicas en máquinas sincrónicas de polos salientes.
9
Gózar, Pastor Christian Enrique. "Diseño e implementación de fuentes de alimentación regulables para suministrar energía a los circuitos de campo y armadura de un motor DC Shunt y al circuito de campo de un generador síncrono trifásico." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/4845.
Full textAbstract:
Los ensayos característicos de máquinas eléctricas se desarrollan con el fin
de conocer sus principios de funcionamiento, obtener sus circuitos eléctricos
equivalentes y evaluar sus comportamientos frente a diferentes condiciones.
Para la puesta en marcha y en especial para la realización de los ensayos
en máquinas que requieran de voltaje directo como los motores DC o los
generadores de corriente alterna en su circuito de campo, se requieren
fuentes de alimentación cuyo valor de voltaje pueda ser variable. Esto quiere
decir que dichas fuentes no solo deben entregar una tensión continua del
valor que se especifica en las características nominales de la máquina, sino
también deben tener la capacidad de entregar valores de tensión menores.
La presente tesis aborda el diseño y la implementación de fuentes de
alimentación de tensión regulables para suministrar energía a los circuitos de
campo y armadura de un motor DC shunt y al circuito de campo de un
generador síncrono trifásico. Para este objetivo, en la presente tesis se
realiza el estudio del motor DC y del generador síncrono trifásico; sus
principios de funcionamiento, sus tipos y sus circuitos eléctricos
equivalentes. También se aborda el estudio de las tecnologías actuales
usadas en el diseño de las fuentes de alimentación lo que introduce a un
análisis completo del diseño de las mismas. Por último, se muestran los
resultados de las primeras pruebas realizadas a las fuentes implementadas.Tesis
10
Moreno, Rivera Marco Antonio. "Electrorueda: rueda generadora de energía eléctrica para las e-bike." Tesis, Universidad de Chile, 2009. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/115850.
Full text
11
Lora, Rubiños Augusto Jesús. "Diseño de un generador de impulso de alta tensión basado en las normas ASTM-D3426 e IEC-60243-3 para ensayos de rigidez dieléctrica de materiales poliméricos sólidos / Augusto Jesús Lora Rubiños." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2008. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/229.
Full textAbstract:
En el presente trabajo de tesis se desarrolla una propuesta de diseño de un equipo denominado Generador de Impulso de Alta Tensión para ensayos de Rigidez Dieléctrica en Materiales Poliméricos Sólidos que son de característica aislante, aplicando una forma de onda de voltaje establecida por normas o estándares internacionales, proporcionadas por instituciones como la American Society for Testing of Materials (ASTM) y la International Electrotechnical Commision (IEC). Las normas específicas a las que se hará referencia a lo largo de este documento serán: ASTM D3426 e IEC 602433.
La propuesta de diseño que se mostrará, va acorde con la Teoría de E. Marx sobre las descargas eléctricas en alta tensión. Estos tipos de ensayos generalmente están caracterizados como destructivos, pues la muestra de prueba del material es sometido a ruptura dieléctrica mediante la aplicación de un alto nivel de voltaje de tipo transitorio.Tesis
12
Rojas, Clavel Andrés Rubén. "Diseño de una Estrategia de Control de Tensión para Minimizar el Impacto Derivado de la Conexión Masiva de Generadores Eólicos al SIC." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/103770.
Full textAbstract:
Actualmente existen en Chile numerosos proyectos de generación eólica en distintas etapas de desarrollo. La mayoría de éstos se conectarán al Sistema Interconectado Central (SIC), y en particular en el norte del país, por lo que se espera que en el mediano plazo exista una gran cantidad de generación eólica en dicha zona. Dada la naturaleza estocástica del recurso viento, estos parques eólicos inyectarían una potencia variable al sistema de transmisión, lo que podría producir fluctuaciones de tensión en las barras del sistema de transmisión pudiendo, eventualmente, salir de los rangos permitidos.
De esta problemática surge el objetivo principal de esta investigación, que es disponer de una estrategia para efectuar el control de tensión de un sistema eléctrico con las características propias del SIC, en el que puede existir una elevada penetración de generación eólica.
En este estudio, primeramente se identificaron las fluctuaciones de tensión esperadas para las distintas tecnologías de generación eólica actualmente utilizadas. Se observó que los parques eólicos formados por aerogeneradores de velocidad fija es la tecnología de la que se espera mayores fluctuaciones de tensión.
A un sistema eléctrico de ensayo base se le realizaron pequeñas modificaciones, obteniéndose distintas topologías, y a su vez, para cada una de éstas se construyó sistemas de distintos niveles de tensión: 66, 110 y 220 [kV]. Mediante la herramienta de flujos de potencia, en cada uno de estos sistemas se buscó la generación eólica tal que ocasionara problemas de tensión en las barras del sistema. Se propuso una estrategia de control de tensión que solucionara dicho problema.
Se construyó un modelo de la zona norte del SIC, desde la barra Quillota 220 [kV] hasta la barra Paposo 220 [kV], en el que se probaron con éxito las estrategias de control de tensión propuestas en el sistema eléctrico de ensayo.
Finalmente, se determina que la inclusión masiva de generación eólica en un sistema eléctrico puede traer problemas de subtensión en el punto de conexión (PCC) de los parques eólicos y/o en barras aledañas a los parques eólicos. Se propone para esto una estrategia de control de tensión que mitiga las fluctuaciones lentas de tensión. Esta estrategia consiste en que a medida que aumenta la penetración eólica en el sistema; a) barras aledañas (centrales y elementos de compensación reactiva) aporten reactivos a los parques eólico del sistema eléctrico, cuando es insuficiente; b) elevar el tap de los transformadores de conexión de los parques eólicos; c) añadir compensación reactiva en barras aledañas a los parques eólicos y d) Añadir compensación reactiva en los PCC de los parques eólicos. Por lo demás, c) y d) pueden ser excluyentes o se puede dar una combinación de ambas.
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Zúñiga, Pérez Álvaro Sebastián. "Evaluación Técnico Económica y Diseño de una Planta Generadora de Electricidad a Partir del Biogás." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103819.
Full textAbstract:
Debido a la fuerte dependencia de combustibles fósiles por la matriz energética del país, el Estado decidió dar un impulso a su diversificación, promulgando la Ley N°20.257 de Energías Renovables No Convencionales. De esta manera, se obliga a las generadoras, con una capacidad instalada superior a 200 MW, a acreditar que una cantidad de sus retiros sea inyectada por medios de generación renovable no convencional.
Dada la diversidad de medios de generación que establece la ley, el trabajo de título presentado evalúa la prefactibilidad técnico económica de una planta generadora de electricidad a partir de la Opuntia Ficus Indica (nopal)e incorpora el diseño conceptual de las principales obras estructurales involucradas, presentándose como una alternativa de energía limpia para las generadoras del grupo Codelco.
El estudio se desarrolla a partir de plantaciones de nopal a plantar ubicadas en la III Región de Atacama, existiendo un potencial de aproximadamente 200 ha, capaces de sustentar una central eléctrica a partir del biogás, cuya potencia instalada es de 1,89 MW, capacidad que condicionará el diseño general de la planta.
La selección de los equipos empleados en el proceso de generación (Digestión Anaeróbica, Sistema de Acondicionamiento del Biogás, Sala de Generación, Subestación y Líneas de Transmisión) e infraestructura necesaria fue llevada a cabo priorizando la posibilidad de expansión (hasta 6,2 MW) y la fácil liquidación del proyecto.
El análisis económico desarrollado incluyó 3 casos principales dependiendo si el proyecto era realizado por Codelco (en cualquiera de sus líneas de negocio que no fuese la generación eléctrica), generadoras del grupo Codelco o por una empresa externa generadora de energía renovable, con 3 escenarios diferentes, permitiendo concluir que el proyecto debería ser desarrollado por la empresa externa generadora a petición de Codelco, obteniéndose para este caso un VPN de US$ 1.400.000 y una TIR del 25% (para una inversión de US$ 7.500.000, una tasa de descuento del 10% y un horizonte de evaluación igual a 20 años). Esto se debe principalmente a que, por un lado, existen beneficios que otorga el Estado (Subsidio y Crédito CORFO) a los cuales Codelco no puede postular debido a que no cumple con los requisitos, y por otro lado, a que Codelco no podría contar con los ingresos por la venta de bonos de carbono debido a que la energía renovable que generaría sería por cumplimiento de la ley y no de manera voluntaria.
Adicionalmente, se determinó que el subsidio que actualmente es otorgado a este tipo de proyectos es insuficiente dada la inversión requerida, ante lo cual se hace necesario otorgar mayores garantías que permitan mejorar la rentabilidad, traduciéndose finalmente en una matriz eléctrica más eficiente y flexible.
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Cárdenas, Parra Jonathan David. "Diseño de estrategias de control predictivo para generación eólica utilizando una máquina de inducción de doble excitación." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/141314.
Full textAbstract:
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica.
Ingeniero Civil EléctricoEn esta tesis se desarrollan y evalúan tres estrategias de control predictivo distintas en un generador de inducción de doble excitación (DFIG), que son: descentralizado, centralizado y distribuido. En la estrategia de control predictivo descentralizada el conversor back-to-back es regulado mediante dos controladores predictivos, uno para el lado rotor y el otro para el lado red, y mediante un controlador PI que mantiene el balance del voltaje en el DC-link. En la estrategia de control predictivo centralizado todo el conversor es regulado mediante un único controlador predictivo. Por último en la estrategia de control distribuido el sistema es regulado mediante dos controladores predictivos que comunican sus acciones de control. Para evaluar las estrategias de control planteadas se desarrolla un simulador que captura la dinámica de un generador doblemente alimentado mediante el uso del software Matlab-Simulink. Los controladores se programan de acuerdo a las estrategias de control implementadas y son aplicados en el simulador del generador. Se evalúa el desempeño de cada uno de estos, en base a los siguientes criterios de comparación: THD, error de seguimiento de las corrientes, error de seguimiento del voltaje de DC-Link, tiempo de ejecución del programa de cada controlador y frecuencia de switching. Se analiza también el desempeño de estas estrategias de control bajo condiciones de operación de estrés en la red, es decir, se somete el aerogenerador a una falla trifásica que implica una caída de la tensión de la red en un 70%. A partir de los resultados se concluye que es posible implementar las tres estrategias de control propuestas en el DFIG. Además se observa que el valor de la función de costos resulta ser mínimo en la estrategia de control centralizada seguida por la distribuida para presentar un menor desempeño en la estrategia de control descentralizada. En cuanto al error de seguimiento el voltaje del DC-Link es mejor para el caso centralizado, seguido por el distribuido, observándose el peor desempeño en el caso de descentralizado, con sobreniveles en torno al 4% cuando se cambia el punto de operación. Este resultado se debe a que en el caso centralizado el controlador encuentra un óptimo global, en cambio en el descentralizado los óptimos son locales. En general, los resultados de la estrategia de control distribuido son bastante similares a los obtenidos mediante la estrategia de control centralizado, con la diferencia de que se resuelve el problema de optimización dentro del tiempo de muestreo. Al analizar la distorsión armónica se observa que la frecuencia se encuentra distribuida a lo largo de todo el espectro lo que en aplicaciones reales complica el dimensionamiento de los filtros para armónicos y aumenta su costo, por lo que recientemente se han estudiado estrategias de control predictivo moduladas que utilizan una fase de modulación antes de conectarse a las compuertas de los IGBT's. Como consecuencia los armónicos se centran en torno a múltiplos de la frecuencia de la señal portadora. Por último al analizar el comportamiento de las estrategias propuestas en presencia de una caída de tensión en la red se producen sobrecorrientes en los enrollados del rotor que el convertidor lado rotor no es capaz de controlar. Además durante la contingencia es necesario utilizar un chopper para disipar el exceso de energía.
15
Inga, Espinoza Carlos Hernán. "Diseño y simulación del control basado en redes neuro-difusas de la potencia activa y reactiva de una turbina eólica con generador de inducción doblemente alimentado." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9517.
Full textAbstract:
Como se conoce, en los últimos años el consumo de energía ha ido en aumento
debido al incremento poblacional y la dependencia creciente a la energía eléctrica.
Esta situación ha ocasionado un aumento en la utilización de fuentes de energía no
convencionales y renovables, como la energía solar y la energía eólica. Estos tipos
de energía renovable no contaminan el medio ambiente en su generación. El tema
de investigación busca obtener la máxima prestación de una turbina eólica utilizando
una estructura de control basado en redes neuro-difusas. A fin de lograr este objetivo,
primero se obtiene el modelo matemático de una turbina eólica de eje horizontal de
tres palas de velocidad variable con generador de inducción doblemente alimentado,
así como los modelos que representan la dinámica del proceso. Luego, se realiza el
diseño de los controladores basados en redes neurodifusas, y otro controlador
basado en linealización por realimentación de estados., el cual se utilizará con fines
comparativos. Las variables controladas son la potencia activa y reactiva, mientras
que las variables manipuladas son el ángulo de paso de las palas de la turbina eólica
y los voltajes aplicados en los terminales del rotor del generador de inducción. Para
comparar el desempeño de ambos controladores se desarrollaron simulaciones en
Matlab, como resultado se obtuvo que el controlador neuro-difuso presenta mejor
desempeño bajo distintas condiciones de operación.Tesis