Volumen 2/ Enero-Marzo 2015. Bogotá, Colombia. Suramérica
Energía solar, limpia y posible
Bandera y Contenido
[Contenido] Editorial Energía Solar, Limpia y Posible ................................................................................................................................[3] Energías limpias Un parque eólico marino de última generación puede ahorrar hasta millones de toneladas de CO2 6.............................................................................................................................[6] Estableciendo los estándares internacionales para la seguridad corporativa en la industria de la energía........................................................................................................................................[8] Informe especial Colombia lista para el Solar Decathlon 2015..........................................................................................[12] ABB y Solar Impulse se preparan para su vuelo histórico alrededor del mundo...[16] En la Guajira se encuentra la instalación híbrida solar aislada más grande de Colombia........................................................................................................................................................[18] Generar energía limpia a través del sol con un nuevo Sistema Fotovoltaico............[21] Haciendo la energía solar económica............................................................................................................[22] Solvay Torre la Vega mejora la eficiencia energética y reduce las emisiones con motores IE3 Efficiency Premium de ABB.............................................................[24] Tecnología Lo nuevo de NI para Colombia...............................................................................................................................[26] Control híbrido conmutado como alternativa tecnologica para la eficiencia energética..................................................................................................................................[28] Infografía Understanding the grid...............................................................................................................................................[34] Alrededor del mundo Descubra los eventos más importantes del sector en el presente trimestre.......[36] Directores Generales: Yucef Alejandro Patiño Ruge Sandra Milena Moreno Pinilla theenergytechnews@gmail.com
Ejecutivas Comerciales: Melisa Toro theenergytechnews@gmail.com Andrea Fajardo theenergytechnews@gmail.com
Editor Jefe Yucef Alejandro Patiño Ruge yucefalejandro@gmail.com
Diseño y diagramación: Consentidos Comunicaciones comunicaciones@ consentidos comunicaciones.tk
Directora de Arte: Sandra Milena Moreno Pinilla sandrammorenop@gmail.com Director Técnico Invitado: Andrés Jaramillo theenergytechnews@gmail.com 2
Volumen 2/ Enero-Marzo 2015. Bogotá, Colombia. Suramérica No. 2
Analizar qué factores críticos de éxito favorecen al uso de la energía del sol, es un ejercicio importante y necesario, para beneficiar a la comunidad y al medio ambiente, pero también porque son atractivos como negocio. Dr. Marcos Matias, Presidente de Schneider Electric para la Región Andina
Editorial
Energía Solar, Limpia y Posible
Por: Marcos Matias, Presidente de Schneider Electric para la Región Andina.
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esde el año pasado, China se ha convertido en el país que mayor energía solar transforma para su consumo, superando a Alemania, Estados Unidos y la India, en un ranking que produce Cleantechnica, un ente de análisis sobre el uso de energías renovables en el mundo. El impacto del nuevo rol de China como líder en energía solar puede ser valioso en cuanto a la comercialización de productos relacionados con la generación energética, sus costos e incluso las inversiones en investigación y desarrollo que acelerarán aún más los modelos de aprovechamiento del sol para obtener electricidad. Los costos son un límite importante a superar. Según la firma de investigaciones Solar Sphere, en 1953 los paneles solares transformaban apenas el 4,5% de la energía que recibían; para 2012, 60 años después, se pasó a absorber hasta el 15%, y más allá del 2015, se espera que la proporción pase al 23,5% y aumente positivamente en las siguientes décadas. Y mientras la capacidad de absorción aumenta de forma relativamente lenta, los costos por vatio por hora también descienden a buen ritmo, pasando, de más de 7 dólares en 1985 a algo menos de 2 dólares en 2011, en cuanto al costo de un Vatio por hora. Particularmente en LATAM, países como México, Brasil, Perú, Chile, han venido desarrollando proyectos de aprovechamiento solar; sin embargo, en Colombia, las cifras deben mejorar y se debe asumir con mayor responsabilidad la necesidad de adopción de energías limpias para suplir la demanda convencional de su uso y beneficio.De esta forma nos sintonizamos con esta nueva ola de consumo apoyada por las grandes economías del planeta y así se pasa de la teoría a la práctica en cuanto al uso de la energía solar. Perú por su parte, comienza a ser reconocida fuertemente por el despliegue y aprovechamiento del sol como fuente de energía. Según la multinacional española Grenergy, líder de los proyectos de este tipo desplegados en esa nación, “este país se constituirá en un referente del sector en Latinoamérica”. Teniendo en cuenta las posibilidades y características de la geografía de Colombia, de la congruencia en la velocidad de adopción de nuevos modelos de gestión de energía limpia de naciones como Brasil y México, es evidente que no estamos haciendo la tarea completa, más allá de las iniciativas eólicas y solares de la Guajira, las cuales a pesar de la generación exitosa de energía, deberían ser difundidas con mayor ímpetu de forma tal que los empresarios vean los beneficios y las posibilidades de ahorro e inversión en energía solar. No. 2
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Editorial
Creo que es un buen momento para reflexionar sobre las políticas e iniciativas que debemos realizar como empresarios para mejorar el uso de energías limpias en nuestro portafolio de proveedores. La tarea tiene lógica si se anotan los beneficios de reducción de costos y mantenimiento en un nivel bajo de la huella de carbono. Pero parece más sencilla si se asume la tarea por proyectos medibles y justificables en el tiempo y el espacio. Existen múltiples alternativas de implementar proyectos y/o aplicaciones de uso de energía solar: Como país, podemos empezar con opciones tales como paneles solares para la generación de energía de las cámaras de seguridad, iluminación pública, complejos educacionales, deportivos, complejos habitacionales lejanos a las redes de distribución convencionales, etc. Esto les dará mayor autonomía y posibilidades de instalación, mientras reduce los costos fijos de consumo energético. ¿Se puede ir más lejos? Si. Los empresarios debemos comenzar a mirar proveedores de calidad, que ofrezcan garantía y servicios, para comenzar a analizar el siguiente paso en cuanto al uso de energías renovables. Los paneles solares son una buena opción, pero existen otras opciones también muy limpias y posiblemente muy eficientes en costos.
Acerca de Marcos Matias, Presidente de Schneider Electric para la Región Andina Marcos Matias es Ingeniero Eléctrico egresado Universidad Mackenzie de Brasil y cuenta con una amplia experiencia en las diferentes líneas de negocio como Energy, Buildings y Power de la compañía. En Schneider Electric obtuvo el PM1 (Professional Manager 1), formación que tuvo lugar en Dubai y en París. De igual manera, cuenta con estudios superiores de MBA.Con más de 20 años de experiencia en la empresa, Marcos Matias ha estado a cargo de distintas áreas dentro de Schneider Electric en Brasil como Vicepresidente de la Unidad de Negocio Buildings para Latino América, Director de Proyectos y Servicios y de la Fábrica Sumaré, Gerente del Equipo Comercial en Brasil, Gerente del Equipo Técnico Comercial de Ofertas Equipamientos, Marketing Equipamientos MT y BT y Jefe de Producto SM6. Después de ser durante 2 años Vicepresidente para la Unidad de Negocio Buildings en Latino América, ascendió al cargo de presidente para la Región Andina gracias a los importantes resultados obtenidos en su trayectoria dentro de la organización, como la integración de Pelco dentro de la unidad de negocio Buildings. Además, durante su dirección de la planta de Sumaré logró pasar de 70 colaboradores a 500, lo que demuestra su capacidad para liderar y crear equipos de trabajo con resultados financieros extraordinarios para Schneider Electric.
Acerca de Schneider Electric Como especialista global en gestión de energía y con operaciones en más de 100 países, Schneider Electric ofrece soluciones integrales a través de diferentes segmentos de mercado, incluyendo posiciones de liderazgo en energía e infraestructura, procesos industriales, automatización de edificios y centros de datos/redes, así como una amplia presencia en aplicaciones residenciales. Enfocado a generar energía segura, confiable, eficiente, productiva y ecológica. Los más de 150.000 empleados de la compañía alcanzaron ventas de 24 billones de euros en 2013, pensando en el compromiso activo de ayudar a las personas y organizaciones para “Aprovechar más su energía” www.schneider electric.com/co 4
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Energías limpias
Un parque eólico marino de última generación puede ahorrar hasta 45 millones de toneladas de CO2 Por: Siemens España – Contacto: Maite Gutiérrez mteresa.gutierrez@siemens.com
Niveles de CO2 en un parque eólico
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l mundo encara el reto de alcanzar una pro- la compañía tanto para eólica en tierra como mariducción energética que cubra la demanda, na. Sus resultados se basan en los análisis del ciclo al tiempo que se minimicen de vida (ACV) de dos parques eólicos las emisiones contaminantes. con 80 aerogeneradores y Siemens publica marinos Sabemos que las fuentes alternativas dos proyectos terrestres con 20 aerola evaluación de energía son imprescindibles para generadores.Ver video aerogenerador que el saldo sea positivo para el medio Siemens detallada del ambiente. Además de la biomasa y la solar, la eólica es una de las formas de balance de Ver aquí video generación de energía más ecológica. emisiones de Para examinar y controlar al detalle Cómo calcular el tiempo el rendimiento medioambiental de sus CO2 de sus necesario para el aerogeneradores, Siemens WindPower aerogeneradores retorno energético and Renewables publica las llamadas El cálculo del tiempo de retorno ener‘declaraciones medioambientales de producto’ (EPD por sus siglas en inglés), una para gético constituye uno de los elementos fundamencada una de las cuatro plataformas de producto de tales del ACV. Representa el periodo durante el que
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Energías limpias
debería funcionar un parque eólico para generar 80 turbinas D6 de Siemens, en el transcurso de una cantidad de energía equivalente a la que va a su vida útil prevista, el parque genera 53 millones consumir a lo largo de su ciclo de vida. En un parque de megavatios hora y permite ahorrar 45 millones eólico terrestre con una velocidad media de viento de toneladas de CO2. Una cantidad que equivaldría de 8,5 metros por segundo, el tiempo al CO2 absorbido por un bosque de El tiempo de retorno energético de una turbina 1.286 km2, durante 25 años. Esta cifra de Siemens (modelo SWT-3.2-113) es corresponde a unas emisiones de tan de retorno de cuatro meses y medio. Este cálculo solo 7 g/kWh, que contrasta con los parte de la base de un proyecto de 20 energético de una 865 g/kWh emitidos de media global turbinas eólicas que incluye una línea en la generación de energía a partir de aerogenerador de conexión a la red de 13 kilómetros combustibles fósiles. de longitud, y para efectuarlo se han to"Las declaraciones medioambientaterrestre de mado especialmente en consideración les de producto proveen a los clientes, Siemens se cifra promotores y autoridades competenfactores tales como el consumo de materiales y los costes de fabricación, tes la transparencia exigida en materia en 4,5 meses instalación, explotación y mantenimiende rendimiento medioambiental de to, así como el desmantelamiento y el procesado al nuestros productos y nos ayudan a seguir desafinal del ciclo de vida. rrollando nuestro catálogo de productos, lo que Los datos que arroja el análisis del ciclo de vida garantiza su competitividad", afirma Pablo Finkielspara parques eólicos offshore de Siemens también tein, responsable de la división de Energía Eólica y son determinantes. Basándose en un proyecto con Renovables de Siemens España.
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Energías limpias
Estableciendo los estándares internacionales para la seguridad corporativa en la industria de la energía -------------Por: Autora: KeriGlitch1
Centro Nacional de Integración para las Comunicaciones y la Ciberseguridad
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Sabía que el pasado año la industria de la energía de los EEUU tuvo el mayor número de amenazas de seguridad comunicadas? Según el Centro Nacional de Integración para las Comunicaciones y la Ciberseguridad (NCCIC), un centro de gestión y respuesta a incidentes de control 24×7 sobre cuestiones de ciberseguridad perteneciente al Gobierno Federal de EE.UU., la industria de la energía fue objeto del 56 % de los ataques comunicados en 2013 —en 2012, la cifra alcanzó el 41%-. Puesto que el nivel de las amenazas de ciberseguridad y seguridad física conti-
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núa aumentando, empresas como Iberdrola USA están adoptando enfoques innovadores para mitigar los riesgos financieros y operativos, así como los relacionados con la reputación y el cumplimiento de las normas.
Enfoque integrado en relación con la mitigación de riesgos, la protección y la respuesta a estas cuestiones Nuestras operaciones afectan a aproximadamente tres millones de clientes de gas natural y electricidad, a 60 proyectos de energías renovables y, al mismo tiempo, tenemos No. 2
presencia en el mercado de la energía de 24 estados. Una empresa de esta escala y complejidad requiere un robusto sistema de funciones de seguridad corporativa para proporcionar seguridad a sus empleados y a sus bienes. Como Jefa de Seguridad que informa directamente al Director General, dirijo un equipo que tiene la responsabilidad de garantizar la seguridad de nuestros 5.000 empleados en Estados Unidos así como de nuestras operaciones realizadas en todo el país. 1. Autora: KeriGlitch, Vicepresidenta de Ciberseguridad y Seguridad Física de Iberdrola USA, la filial de Iberdrola en Estados Unidos.
Tipos de generación de energía
Debido al aumento del número de amenazas que se ha producido en los últimos años, así como a la existencia de la Orden Ejecutiva y la Directiva Presidencial para proteger la infraestructura crítica establecida en 2013, Iberdrola USA tomó la decisión estratégica de unificar todas las funciones de cumplimiento de las cuestiones relacionadas con la seguridad
en un solo equipo. Esto incluye la comunicación de la estructura de informe directamente al Director General de la empresa. Adicionalmente, integramos los equipos de ciberseguridad y seguridad física para así identificar y mitigar las amenazas de seguridad en relación con todos los bienes. Mi equipo integrado proporciona apoyo a todas las unidades de negocio para
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un grupo unificado de seguridad corporativa. Otro requerimiento en relación con nuestra seguridad corporativa es la observación de las regulaciones y los estándares establecidos por la Comisión Federal de Regulación de la Energía (FERC) y la Corporación Norteamericana de Fiabilidad de la Energía Eléctrica (NERC). Estas agencias estadounidenses establecen los estándares para la fiabilidad y la protección de la infraestructura crítica (también conocida por sus siglas en inglés, CIP), así como la protección adicional para ciberbienes asociada con subestaciones de transmisión, generación y sistemas de control de la energía. Para garantizar el cumplimiento de las normas, hemos designado un equipo para controlar con regularidad la evolución de los estándares y elaborar todos los informes requeridos. El incumplimiento de las normas puede suponer multas de alcance, ¡que van desde 1.000 hasta 1.000.000 de dólares estadounidenses por día! Sin embargo, los riesgos potenciales para las personas y la infraestructura crítica suponen una preocupación aún mayor.
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Nuestro enfoque holístico garantiza que Iberdrola pueda trabajar con seguridad en cualquier parte del mundo. Guiamos a nuestros asociados comerciales para asegurar sus bienes a través de un enfoque basado en riesgos, mitigando los riesgos comerciales mediante una gobernancia centralizada y estratégica, así como mediante supervisión. Empleamos un enfoque de respuesta unificada ante incidentes y gestión de amenazas en relación con ciberbienes y bienes físicos, al tiempo que gestionamos el cumplimiento de las normas establecidas por la NERC. Asimismo, hemos inculcado en nuestra cultura empresarial la responsabilidad individual para que los empleados comuniquen los incumplimientos conocidos o sospechados de las leyes y las regulaciones aplicables, o bien de cualquier desviación que se produzca en relación con las políticas y el código ético de la empresa.
Soluciones innovadoras para la protección de las personas y los bienes De conformidad con los requerimientos de seguridad física establecidos por las agencias reguladoras y los estándares globales de Iberdrola, hemos conformado un plan de seguridad con rentabilidad a largo plazo basado en las mejores prácticas aprendidas de la experiencia de nuestros colegas. Comenzando en 2012, la estandarización del control de acceso y la videovigilancia se pusieron en práctica en sedes de los Estados Unidos, Reino Unido y Brasil. En el mes de abril de ese año, el equipo de seguridad física comenzó a revisar opciones para acelerar el despliegue de dichos sistemas. Nuestra serie de componentes de seguridad abarca desde un simple 10
Campo de generación de energía eólica
cierre con llave o acceso mediante tarjeta hasta videovigilancia y análisis, cámaras térmicas y elementos de refuerzo físico. Cada sede necesitaba una configuración específica de dichos componentes basada en el nivel de riesgo, pero la naturaleza modular del sistema hace que resulte posible su escalabilidad y su disponibilidad para crear sistemas personalizados e individuales para cada localización o instalación. Comenzamos efectuando una revisión de todas nuestras sedes físicas, incluyendo las oficinas generales, centros de datos, centros de pago presenciales para clientes, centros de control de energía de carácter crítico y subestaciones. Utilizando criterios de caracterización basados en riesgo, categorizamos cada sitio y desarrollamos una “matriz de estándares de despliegue” para definir los componentes de seguridad específicos adecuados para cada localización. Por ejemplo, ahora contamos con los medios necesarios para diferenciar una sede de primera línea como es el caso No. 2
de un centro de control de energía, que puede requerir la presencia de todos los sistemas de seguridad disponibles en nuestro sistema, de una instalación de almacenamiento desocupada categorizada como sede de “nivel cuatro”, lo que implica un número significativamente menor de medidas de seguridad. Puesto que las amenazas contra la industria de la energía adoptan formas distintas, desde fallos de equipo a desastres naturales e incluso ataques de naturaleza criminal, Iberdrola decidió crear un sistema de primera categoría para controlar la seguridad física. Nuestro sistema integrado cumple o excede todos los mandatos gubernamentales para la industria a través de una estructura de tecnología de protección elaborada conjuntamente por nuestros asociados de vanguardia. Nos centramos en reforzar la fiabilidad y la eficiencia para nuestros clientes al tiempo que aportamos el nivel más elevado disponible de seguridad para los empleados y protección de los bienes.
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Informe especial
Colombia lista para el Solar Decathlon 2015 Por: Yucef Alejandro Patiño Ruge
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l pasado mes de marzo, el Departamento Nacional de Planeación de Colombia, junto con el Ministerio de Minas y Energía, el Alcalde de Santiago de Cali y representantes de la Departamento de Energía de Estados Unidos dieron vía libre a lo que será la versión 2015 del Solar Decathlon América Latina y el Caribe LAC 2015 a través de la firma de un Memorando firmó un Memorando de Entendimiento que presenta a laciudad de Santiago de Calia ser la primera ciudad de América Latina en ser sede de
Ver aquí video promocional
este importante evento del sector energético a nivel mundial. Cabe recordar que el Solar Decathlon fue creado originalmentepor el Departamento de Energía de Estados Unidos en 2002, y se ha celebrado regularmente desde entonces en diferentes hemisferios del planeta. Luego de ser aprobada la ciudad Colombiana como sede de la versión 2015, el proceso continuó con la apertura de la convocatoria para los equipos académicos interesados en ser parte dela competencia más grande a nivel global y cuyo principal objetivo es destacar la innovación y la implementación de los recursos energéticos renovables.
La convocatoria fue abierta expresamente para estudiantes universitarios de Ingeniería. Arquitectura, Diseño energíasrenovables y relacionados, los proyectos que fueron presentados tendrían que ser orientados a la aplicación dela energía solar verde y el uso de Tecnologías para mitigar el cambio climático mundial. Con base en el marco expuesto y la Ley de reciente publicación 1715 de 2014, cuyo objetivo es: para promover el desarrollo y uso de fuentes no convencionales de energía, principalmente de fuentes renovables, en el sistema nacional (...), como medio necesario para el desarrollo económico sostenible, la reducción de gases de efecto invernadero y asegurar el suministro de energía, el Gobierno de Colombia considera que la realización de la Solar Decathlon América Latina y el Caribe del SD LAC 2015 en la ciudad de Santiago de Cali contribuye a la promoción de estrategias nacionales basadas en: • Gestión de la Energía Eficiente: El desarrollo sostenible no es posible sin la energía sostenible. • Promoción y el uso de fuentes de energía no convencionales. • Sostenible de Vivienda Social • Investigación y Desarrollo El Solar Decathlon América Latina y el Caribe 2015 LAC 2015 es una clara alternativa que busca en las propuestas presentadas y luego seleccionadas la construcción real de solucionesde gran impact positivo en la comunidad. Teniendo en cuenta que el 1. Director periodístico EnergyTech News, America Latina
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Los proyectos que compiten en Solar Decathlon LAC 2015 deben alcanzar una densidad de al menos 120 unidades de vivienda por hectárea a través de la vivienda colectiva.
3. Uso Racional de los Recursos Ambientales El Solar Decathlon América Latina y la competencia LAC 2015 Caribe pretenden fomentar estrategias de diseño que apoyan un equilibrio ambiental que garantiza la disponibilidad permanente de estos recursos.
4. Relevancia regional Solar De cathlon América Latina y el Caribe LAC 2015 abarca el objetivo de desarrollar y promover ideas, capacidades y tecnologías que pueden ser implementadas en beneficio de los habitantes de la región de ALC. Es por ello que, aunque son bienvenidos los proyectos diseñados en el contexto de origen, la competencia da
prioridad a diseños apropiados a las condiciones culturales, económicas y climáticas de la zona tropical. Esto no es sólo una cuestión de desarrollar un prototipo que lleva a cabo con éxito en el lugar de la competencia; además, el diseño de los proyectos a gran escala debe ser demostrado ser capaz de responder a las necesidades de la gente de la zona ALC, incluyendo pero no limitado a los tres componentes fundamentales mencionados anteriormente. A la convocatoria se presentaron proyectos provenientes de universidades de países como España, México, Uruguay, Argentina, Brasil, Chile y varias instituciones académicas colombianas que han venido trabajando en propuestas social y ambientalmente responsables para contrarrestar el impacto climático en el uso de energía. Debido alrigor de la competencia y el creciente número de universi-
Informe especial
evento se llevará a caboen Santiago deCali, los participantes deberán adaptar proyectos a viviendas de carácter social, teniendo en cuenta las necesidades climáticas tropicales con el fin degenerar un impacto positivo en la región. Para tal fin, la organización y los proponentes cuentan con el apoyo del campus académico de la Universidad del Valle. Equipos de todo el mundo han estado trabajando para presentar sus proyectos para la primera edición de esta competición que se celebrará en la región de Latinoamérica y el Caribe, que tiene como objetivo no sólo crear conciencia sobre la conservación de los recursos naturales dentro de la sociedad, sino tambiéndemostrarla capacidad de pago de estos proyectos impulsados por las energías renovables, al convertirlos en soluciones de vivienda social. Las principales áreas de trabajo a destacar en esta versión se encuentran:
1. Vivienda Social Las propuestas presentadas y finalmente desarrolladas, están diseñadas en cumplir con las necesidades de familias integradas de por lo menos 5 miembros y ser un precedente funcional con tecnología de energía solar con el fin de implementarlo en soluciones de vivienda social con un impacto positivo visible enla comunidad, en relación con el fenómeno de la desigualdad social y económica presentada en la región de Latinoamérica y el Caribe.
2. Densidad La densidad es una característica arquitectónica comúnmente considerada en diseños modernos como alternativa al desplazamiento masivo dela comunidad a las zonas urbanas. No. 2
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dades interesadas en participar en este concurso, el Comité Organizador decidió ampliar la fecha de cierre a la recepción de los proyectos, es así como los interesados tuvieron la oportunidad de aplicar y cumplir con todos los requerimientos exigidos como que los prototipos incluyeran al menos120 soluciones de vivienda social, el acceso carreteras y zonas comunes en una hectárea de tierra. Estos equipos que finalmente han sido seleccionados por el comité organizador, trabajarán en la construcción a escala real del proyecto que se pondrá a prueba y exhibido en Cali en Diciembre de 2015. La preparación continúa y el entusiasmo está creciendo. Todo el mundo quiere ser parte de esta competencia de clase mundial que se perfila para ser uno de los eventos de mayor alcance e impacto de 2015. A continuación damos a conocer el listado de equipos seleccionados por el comité del Solar Decathlon 2015 y quienes tendrán que disputar el premio al proyecto más innovador, social y ambientalmente responsable de esta versión de uno de los eventos de energía más importantes del mundo:
Nombre Universidad
País
London MetropolitanUniversity
Inglaterra
Pontificia Universidad Bolivariana
Colombia
Pontificia Universidad Católica de Chile
Chile
Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá
Colombia
Pontificia Universidad Javeriana de Cali + Universidad ICESI
Colombia
Sena Valle del Cauca
Colombia
Universidad de Los Andes
Colombia
Universidad de Sevilla + Universidad Santiago de Cali
España – Colombia
Universidad La Salle + HochschuleOstwstfale-lippe
Colombia- Alemania
Universidad Nacional de Ingeniería del Perú
Perú
Universidad ORT Uruguay
Uruguay
Universidad San Buenaventura + Universidad Autónoma de Occidente
Colombia
Instituto Tecnológico y de estudios superiores de Monterrey, campus Querétaro
México
Universidad Nacional de Colombia
Colombia
Universidad Tecnológica de Panamá + Western New EnglandUniversity
Panamá + EE.UU
Universidad Tecnológica de Pereira + Universidad Católica de Pereira + Universidad Libre seccional Pereira + Universidad Politécnica de Madrid
España + Colombia
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Informe especial
ABB y Solar Impulse se preparan para su vuelo histórico alrededor del mundo Por: ABB y Solar Impulse
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BB se enorgullece al acompañar a Solar Impulse y a su tripulación en el vuelo alrededor del mundo, del avión alimentado exclusivamente con energía solar. Solar Impulse, con sede en Suiza, ha anunciado hoy que dará comienzo a su histórico vuelo entre finales de febrero y principios de marzo en Abu Dabi. En 2014, ABB y Solar Impulse crearon una alianza tecnológica innovadora, para hacer avanzar su visión compartida de una reducción del consumo de recursos naturales, y un incremento en la utilización de energías renovables. Ulrich Spiesshofer, CEO de ABB ha declarado: “Solar Impulse inspirará a una nueva generación para que mediante la tecnología y la innovación, dé solución a los mayores retos a los que se enfrenta el
planeta. ABB acompañará al equipo Solar Impulse en cada kilómetro de su viaje”. Los ingenieros de ABB se han integrado en el equipo Solar Impulse,
Ver presentación de solar impulse al que han aportado su experiencia y su entusiasmo. Su trabajo consiste en mejorar los sistemas de control en las operaciones de tierra, mejorar la electrónica de carga de los sistemas de baterías del avión, y solucionar los obstáculos que surjan durante el viaje. Durante su recorrido de 40.000 kilómetros, los pilotos Bertrand Piccard, Presidente de Solar Impulse y AndreBorschberg, Director Ejecutivo, se irán relevando en las escalas
Proceso de ensamble del avión
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Vuelo de prueba avión Solar Impulse
que el avión hará en ciudades como Muscat en Omán; Varanasi y Ahmedabad en India; Chongqing y Nanjing en China; y Phoenix, Arizona en EEUU. Parará también en Europa y el norte de África. Entre los retos que se afrontarán antes del término de la misión en Abu Dabi a mediados de 2015, estará un vuelo sin paradas de cinco días con sus noches desde China hasta Hawái. El avión que estará alimentado por 17.248 células solares, volará cada día más alto que el Monte Everest, mientras que carga sus baterías para poder permanecer en el aire durante las noches. Piccard afirmó que la participación de ABB con sus tecnologías pioneras, hace posible la generación de energía para proyectos renovables y también la mejora de la
Ver Cómo se hizo solar impulse
eficiencia, que ha ayudado al equipo de Solar Impulse en su esfuerzo por demostrar el poder de la innovación y de la tecnología limpia. “Esto es lo que el mundo necesita”, añadió Piccard, el aviador pionero suizo que formó parte del primer equipo en dar la vuelta al mundo en globo en 1999. “Si no actuamos, vamos a malgastar todos nuestros recursos naturales”. ABB celebra y comparte esta v isión, ahora que la siguient e etapa del proyecto despierta un nuevo interés en los ámbitos de la aeronáutica, las tecnologías limpias y las energías renovables. El CEO de ABB afirmó: “Tenemos que gestionar el mundo entre todos sin agotar los recursos de la tierra. Por decirlo en términos simples: en esto es en lo que estamos nosotros”.
El entusiasmo de ABB con Solar Impulse no nace sólo de su fe compartida en la innovación y la tecnología, sino también del credo de la compañía: “Power and productivityfor a betterworld”. Los valores de Solar Impulse son un reflejo de
Informe especial
las aspiraciones de ABB de ayudar a mejorar la eficiencia operativa, redu-
cir el consumo de recursos, hacer posible un transporte sostenible, y mejorar la penetración de la energía limpia y renovable. ABB, que es el segundo suministrador mundial de inversores solares, y uno de los mayores proveedores de la industria eólica, es también líder en la integración eficiente y fiable de energías renovables en las redes eléctricas. ABB está colaborando en la construcción de la más completa red de carga de vehículos eléctricos en Europa, y está suministrando equipos esenciales para la mayor red mundial de cargadores rápidos para vehículos eléctricos en China. Desde 2010, Bertrand Piccard, presidente del proyecto, y AndreBorschberg, su director ejecutivo, han logrado entre ambos ocho records internacionales de aviación, incluyendo el de mayor duración, altitud y distancia al cruzar Europa, el norte de África y Estados Unidos, en un avión prototipo propulsado sólo por el sol.
Desarrollo listo para ser usado por la industria aeronáutica
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Informe especial
En la Guajira se encuentra la instalación híbrida solar aislada más grande de Colombia Por: Francisco José Morant Anglada1, Esteban Londoño Rozo2, Andrea Echeverry Duque3, Gary Andres Fragosso Pissiotti3 Resumen: La Guajira es una zona privilegiada para las instalaciones solares fotovoltaicas por la alta radiación incidente y por formar parte de las Zonas No Interconectadas (ZNI) a la red de energía, donde se encuentra la necesidad de suministro eléctrico a pequeñas poblaciones que carecen casi completamente de él, es por esto que proyecto de poligeneración de Nazareth y Puerto Estrella es un gran hito para la incursión de la energía solar en Colombia, mostrando la posibilidad de generación eléctrica durante las 24 horas del día usando fuentes renovables que favorecen al desarrollo de las poblaciones más necesitadas del país. Ver aquí video
Introducción La instalación solar fotovoltaica aislada de la red eléctrica nacional más grande de Colombia actualmente se encuentra ubicada en el departamento de la Guajira, en el corregimiento de Nazareth, a seis (6) horas de camino, por vía terrestre, en época de verano del municipio de Uribía, este último, ubicado a noventa y cinco (95) kilómetros de distancia y un tiempo estimado de una hora y media (1h y 30 min), de la ciudad de Riohacha, capital del departamento de la Guajira.En épocas de invierno el tiempo de recorrido puede ser mucho mayor por las condiciones desérticas de la zona de la Alta Guajira.
Esta instalación está capacitada para proporcionar 24 horas de energía eléctrica a las poblaciones de Nazareth y Puerto Estrella a través de un sistema hibrido solar - diesel con almacenamiento en baterías. Los más de 2000 habitantes de estas poblaciones son en su mayoría pertenecientes a la comunidad indígena Wayuu, anteriormente solo contaban con electricidad durante unas pocas horas en la noche gracias a los grupos electrógenos alimentados con el diesel que proporcionaba la gobernación de la Guajira. Los autores hacen parte del equipo técnico y administrativo de la empresa INEL Colombia, encargados del desarrollo, instalación y dirección de la Fase 2 del proyecto de Poligeneración de Nazareth y Puerto Estrella. 1. Francisco JoséMorantAnglada.Ph.D en Ingeniería Industrialpor la Universidad Politécnica de Valencia (España). Catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia para el Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Correo: fmorant@isa.upv.es 2. Esteban Londoño Rozo. Gerente General INEL Colombia. Economista de la Universidad Pontificia Javeriana (Colombia). Correo: esteban@ inelcolombia.comTelefono: +57 1 4749422 3. Andrea Echeverry Duque. Directora del Departamento de Energías Renovables INEL Colombia. Ingeniera Ambiental de la Universidad El Bosque (Colombia). Master en Tecnología Energética para el Desarrollo Sostenible por la Universidad Politécnica de Valencia (España). Correo: andrea@inelcolombia.comTelefono: +57 1 4749422. 4. Gary AndresFragossoPissiotti. Ingeniero Mecatronico de la Universidad San Buenaventura Bogota, Colombia.Correo: gary@inelcolombia. comTelefono: +57 1 4749422.
Terreno de la instalación solar fotovoltaica
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Descripción del proyecto La Fase 2 del proyecto de poligeneración para Nazareth y Puerto Estrella inicio en Noviembre de 2013 y estuvo a cargo del Consorcio Inel&Suel, compuesto por un grupo de empresas con una amplia experiencia a nivel nacional e internacional en energía solar. El grupo INEL está compuesto por las empresas INEL S.L e INEL Colombia, juntas cuentan con más de 25 años de experiencia en instalaciones fotovoltaicas aisladas y de autoconsumo gracias a sus más de 300 instalaciones realizadas, y a un equipo de ingenieros y técnicos altamente capaci-
tados tanto en el área eléctrica como en el campo de las energías renovables y la administración. Partiendo de la Fase 1 del proyecto de poligeneración se debieron tomar importantes decisiones para la óptima integración de la Fase 2 al sistema, dadas las condiciones propias del lugar, su ubicación geográfica y las condiciones técnicas y de funcionamiento de los equipos que componían la fase 1, se decidió: • Hacer uso de los paneles que componen los 8 seguidores solares. Cada seguidor está conformado por 54 paneles de 230 Wp, los cuales se encontraron en perfecto estado de funcionamiento, sin embargo, debido a la ubicación geográfica de nuestro país se consideró que la mejor opción era eliminar el sistema de seguimiento solar y dejar los seguidores fijos orientados hacia el sur con una inclinación de 12 grados, para evitar futuros mantenimientos de las partes móviles de los seguidores. • Cada seguidor contaba con un sistema de tres inversores monofásicos, los cuales por facilidad de integración con el nuevo sistema de la fase 2 deben ser remplazados por un inversor trifásico nuevo para cada seguidor. • El sistema de baterías se encontraban deteriorado y en un deficiemte mantenimiento, además, estaba almacenado en un lugar con poca ventilación,por estos motivos este sistema se considero obsoleto y no fue incluido dentro de la Fase 2, la cual contempla la realización de una obra civil para el almacenamiento apropiado de las nuevas baterías.
Informe especial
Estas poblaciones hacen parte de la zona no interconectada (ZNI) de Colombia, las ZNI comprenden alrededor del 66% del territorio Nacional y están ubicadas en lugares de difícil acceso, a largas distancias de los centros urbanos; carecen de infraestructura física y no cuentan con vías de acceso apropiadas. Son zonas de alta importancia ecológica; se caracterizan por su riqueza de recursos naturales y gran biodiversidad; encontramos allí la mayor parte de las reservas y parques naturales del país. Los servicios públicos son escasos y deficientes; carecen de servicios básicos como energía, acueducto y alcantarillado, y presentan dificultades para acceder a la educación, la salud, el agua potable y la comunicación. El ente gubernamental encargado de brindar soluciones a las ZNI es el IPSE (Instituto de Planeación Y Soluciones Energéticas) quien en el año 2009 hizo entrega a laspoblaciones de Nazareth y Puerto Estrella de la Fase 1 del proyecto de poligeneración, compuesto por 8 seguidores solares de 11960 Wp cada uno y un sistema de almacenamiento de energía por baterías, sin embargo esta primera fase se vio insuficiente para satisfacer la creciente demanda de energía, haciendo necesaria la ampliación del proyecto de poligeneración a una segunda fase.
Funcionamiento La fase 2 está conformada por un sistema de generación compuesto por 432 paneles solares con una potencia individual de 230 Wp, ubicados en los antiguos seguidores solares, este sistema de generación es
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Informe especial
Niveles de CO2 en un parque eólico
nuevos de los seguidores de la fase 1, transforman la corriente para ser enviada al sistema de multicluster y almacenamiento, el cual consta de 30 inversores/ cargadores, conectados a 20 bancos de baterías, todo el sistema cuenta el apoyo del grupo electrógeno, que a su vez también es controlado por el sistema de multiclusterpara ser conectado de manera automáticasegún la demanda energética de las poblaciones y cuando las condiciones climatológicas tienen un efecto negativo importante sobre la producción del sistema fotovoltaico.
Beneficios Niveles de CO2 en un parque eólico
complementado por 880 paneles solares nuevos con una potencia individual de 250 Wp, para obtener un total de potencia instalada en fotovoltaica de 319.360 Wp, un sistema nuevo de inversores y multicluster de SMA Solar Technology, 480 vasos de batería de ciclo profundo del tipo plomo ácido de vaso abierto, para una potencia total de almacenamiento de 3.216 kWh, 2 grupos electrogenoscon una potencia nominal de 308 kW cada uno y sistemas de monitoreo y tecnología para análisis de redes en tiempo real. El sistema de generación fotovoltaica esta integradopor 10 hileras de 88 paneles solares conectadas a 20 inversores, los cuales, junto con los 8 inversores 20
Con la fase 2 completa y la integración del sistema generación fotovoltaica de la fase 1 y los grupos electrógenos, en Septiembre de 2014 las poblaciones de Nazareth y Puerto Estrella empezaron a disfrutar de los beneficios del suministro eléctrico las 24 horas del día, no dejando de lado el importante impacto socioeconómico que esta instalación ha tenido sobre la población ya que se estima que con la utilización de este sistema ahorrarán más de 81.000 galones de combustible al año y se mejorar la calidad de vida, al permitir un mejor acceso a la educación, a la información y a la comunicación y al permitir la conservación de alimentos fríos se estimula las actividades productivas de la zona, entre los muchos otros beneficios que brinda el acceso continuo a la energía eléctrica fotovoltaica, un bien de todos y para todos. #energiavisible No. 2
Informe especial
Generar energía limpia a través del sol con un nuevo Sistema Fotovoltaico Por: Panasonic
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atificándose en su nueva visión “A betterlife, a better world” Panasonic lanza el proyecto más grande de energía limpia en Colombia por medio de paneles solares, ubicado en la terraza del edificio Alkosto de la avenida 68. Este es el segundo desarrollo de este tipo que realiza Alkosto junto a Panasonic en Colombia. Este proyecto posee una capacidad de 268,5 KWp generados por sus 1,053 paneles solares policristalinos, duró alrededor de dos meses en construcción y se estima reducirá 234.2 toneladas de CO2 al año. Este sistema on-grid está proyectado a 20 años con lo cual se espera que en total se reduzca aproximadamente 4.684 toneladas de CO2. “La unidad B2B de Panasonic, gana cada vez más confianza en el mercado colombiano gracias al profesionalismo con el que trabajamos y que nos ha permitido implementar proyectos de energía solar fotovoltaica como el de Alkosto de Bogotá y Alkosto de Cali, entre otros”. Afirma Marcos Páez, Gerente de Ventas B2B de Panasonic. Proyecto como este se suman a la filosofía que promulgaba uno de los fundadores de Panasonic, Konosuke Matsushita quien afirmaba que sus responsabilidades como industriales, son dedicarse al progreso y el desarrollo de la sociedad y al bienestar de la gente a través de sus actividades de negocio y de
esta manera elevar la calidad de vida en el mundo. “El compromiso y la calidad integral es uno de los principales fundamentos de Panasonic, ya que aparte de la fabricación diseñamos, controlamos e integramos soluciones que quedan bajo el control de calidad de la compañía, por lo tanto podemos maximizar el rendimiento de nuestros productos y podemos ofrecer hasta 25 años de garantía por ejemplo, en nuestros paneles solares”. Agregó Marcos Páez. Por su parte Alkosto es una empresa de larga trayectoria, comprometida con los colombianos y ahora más que nunca son un ejemplo a seguir por otras compañías. Su filosofía se fundamenta en la conservación ambiental por lo cual en parte han llevado adelante este proyecto solar, pero igualmente son conscientes de todos los beneficios en materia de ahorros que le representará este sistema.
¿Cómo funcionan estos paneles solares? La radiación del sol es capturada por el panel solar; la energía directa recibida del sol (DC) es enviada a un inversor que convierte la energía corriente eléctrica (AC); luego el inversor se sincroniza con la red eléctrica disponible y envía la energía producida. La capacidad del sistema es de 268,5 KWp. “Se proyecta un gran crecimiento gracias a la nueva Ley 1715 sanNo. 2
Modelo Panel solar
cionada el 13 de Mayo de 2014, la cual actualmente se encuentra en regulación. Una vez efectuado esto, las empresas podrán terminar de evaluar sus proyectos de inversión y el crecimiento de sistemas solar fotovoltaicos en Colombia será exponencial. Por esta razón Panasonic ha venido preparándose para ello, y hoy contamos con gran experiencia en la implementación de sistemas de energía solar OnGrid, para responder a las necesidades de nuestros clientes”. Concluye Páez. 21
Informe especial
Haciendo la energía solar económica
El precio de los módulos solares está altamente correlacionado con volume de producción. Los precios han caído por debajo de $1 dólar por watt.
Por: NI1
Visión General Los paneles solares pueden proporcionar suficiente electricidad para cumplir con la demanda global, sin embargo la energía solar solo produce 1.2 por ciento de la energía mundial de hoy en día.
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ingún otro recurso natural es tan pleno como la luz del sol, con 5,000 veces más energía del sol alcanzando el planeta Tierra que todo el consumo de energía humano. Utilizando paneles solares comercialmente disponibles, un área del tamaño de Texas en teoría puede proporcionar suficiente electricidad para cumplir con la demanda mundial. Entonces, ¿por qué solo el 1.2 por ciento de la energía mundial es producida por energía solar? Resolver este gran reto de ingeniería ha sido identificado por la NationalAcademy of Engineering (NAE) como una de las metas técnicas más importantes de hoy en día. La misión es hacer la energía solar limpia y renovable una fuente primaria de energía. Cumplir con esta meta requiere innovaciones en dos áreas clave: reducir el costo por kilowatt hasta que sea significativamente más bajo que las fuentes de combustible fósiles, y actualizar la red eléctrica para administrar de manera inteligente la variabilidad y el flujo de potencia bidireccional asociado con fuentes de energía renovables distribuidas.
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Reduciendo el Costo por Kilowatt La primer meta es bajar el costo por kilowatt para energía solar hasta que sea mucho más bajo que el costo de Fuentes tradicionales como carbón y gas natural. Alcanzar este punto de cruce crítico de costo (CCC) debería ser meta primaria de la industria de energía renovable. En este punto de paridad de precio, la demanda se disparará y las fuerzas del mercado se inclinarán a favor de renovables. El precio de paneles solares fotovoltaicos (PV) se ha declinado de manera exponencial por décadas. Los paneles ahora están disponibles por menos de $1 dólar por watt – más de 100 veces menos costosos que en 1975. Las otras partes del sistema, tal como los inversores solares, 1. NI. Contacto: Amee Christian es gerente de comunicaciones de mercadotecnia para programas corporativos en National Instruments. amee.christian@ni.com Brian MacCleery es el gerente principal de producto para tecnología de energía limpia en National Instruments. Su misión es facilitar el diseño, prototipado y despliegue de tecnologías de sistemas embebidos avanzados para ayudar a hacer la energía limpia menos costosa y más abundante que los combustibles fósiles. brian.maccleery@ni.com
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Informe especial
ahora son el factor dominante en el precio por watt. El ex Secretario de Energía de los Estados Unidos, Steven Chu, estima que el precio para que la energía solar alcance el precio sin subsidio con fuentes convencionales es cerca de $0.50 dólares por watt, asumiendo reducciones correspondientes en todos los otros costos asociados cuando se instala un sistema. Estos costos de “balance de sistema” incluyen el costo del inversor y el sistema eléctrico, estante mecánico, instalación, y permisos. En los últimos tres años, el precio promedio de mayoreo para módulos solares ha caído cerca de $0.80 dólares por watt, poniendo cerca el objetivo de $0.50 dólares por watt. Debido a esto, los costos de balance de sistema son ahora el factor limitante. Ellos pueden ser dos o tres veces más caros que los paneles. También es importante considerar el costo total de vida de operar un sistema de energía solar. En el tiempo de vida del sistema, los costos de mantenimiento, reparación, y tiempo de inactividad son grandes. El costo de electricidad nivelado (LCOE) es un cálculo que tiene en cuenta todos estos costos de tiempo de vida. Afortunadamente, los módulos solares de alta calidad son extremadamente durables y frecuentemente duran por 20 años o más con solo un 20 por ciento de reducción en la producción. Sin embargo, la confiabilidad de los inversores de potencia que colocan la electricidad en la red eléctrica es un reto para la industria solar. Extendiendo el tiempo de vida del inversor a 20 años podría reducir el costo real del sistema en un 40 por ciento. Para facilitar la ex tensión del
Clientes de NI tales como Siliken utilizan el enfoque graphicalsystemdesign para realizar grandes logros en la reducción del costo por kilowatt y la actualización de la red eléctrica.
tiempo de vida de los inversores de potencia, National Instruments recomienda un enfoque de graphicalsystemdesign exhaustivo que hace posible que los diseñadores evalúen los difíciles compromisos de diseño que impactan el costo y tiempo de vida.
Actualizando la Red Eléctrica La electrificación es considerada por la NAE como el logro de ingeniería más importante del siglo 20. Las redes eléctricas del mundo son probablemente las máquinas más complejas construidas por la humanidad, sin embargo fueron diseñadas originalmente par a un sis t ema en el que la potencia fluye hacia abajo desde unas cuantas plantas centralizadas hacia los consumidores. Estos grandes generadores centralizados están ubicados lejos de la demanda y son relativamente lentos para responder. La producción de energía solar, por otro lado, está distribuida a través de la red eléctrica, y la producción fluctúa basada en cobertura de nubes y condiciones ambientales. Afortunadamente, tecnologías de sensado digital y control para No. 2
la red eléctrica se están reduciendo en costo y aumentando su rendimiento. Estos sistemas de monitoreo y control ayudarán a la energía solar y eólica a convertirse en fuentes primarias de electricidad al tiempo que se incrementa la calidad, estabilidad, y resistencia de la red eléctrica. Un elemento clave de este rompecabezas es el desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía que sean rentables y capaces de escalarse a nivel de terawatts. Trabajando a través de múltiples fabricantes, clientes de NI tales como Elcom, Prolucid, y Siliken están utilizando el enfoque graphicalsy s t emdesign para realizar grandes logros en la reducción del costo por k ilowatt y la actualización de la red eléctrica para tener verdadera eficiencia y disponibilidad de la energía solar. A medida que la población global y el consumo de energía se expanden, es cada vez más importante hacer la energía solar más económica para lograr independencia de fuentes no renovables y alcanzar una solución a este gran reto. 23
Informe especial
InInstalaciones Solvay Torrelavega
Solvay Torre la Vega mejora la eficiencia energética y reduce las emisiones con motores IE3 Efficiency Premium de ABB *Por: ABB
El compromiso medioambiental del grupo Solvay
S
olvay es un grupo industrial internacional activo en Química. Los pilares básicos de la compañía en España son la fábrica para la producción de carbonato sódico, bicarbonato sódico y sosa cáustica en Torre la Vega (Cantabria) y la fábrica de PVC de Martorell (Barcelona). El Grupo Solvay tiene el compromiso de reducir en todo el mundo las emisiones al aire y al agua un 32 y un 58 por ciento respectivamente respecto a los niveles de 1996. En esta línea, Solvay ya ha conseguido importantes avances en reducción de gases de efecto invernadero, en eliminación de residuos y en disminución de emisiones al aire y al agua. Durante el período (1995-2004) Solvay redujo las emisiones de gases de efecto invernadero en 3,31 millones de toneladas de CO2 equivalentes; una cifra cercana al 1% de las emisiones totales de España y Portugal. 24
En la actualidad, Solvay sigue utilizando la caliza y la sal para fabricar carbonato sódico o sosa Solvay en sus variedades, sosa densa y sosa ligera, y bicarbonato sódico refinado, procesos principales de la planta de Solvay en Torrelavega. Al mismo tiempo, la sal que obtiene perforando las capas salinas facilita la elaboración de cloro, hidrógeno e hidróxido sódico o sosa cáustica a través de la electrólisis del cloruro sódico. A partir del cloro, producido por la planta electrolítica, este centro industrial obtiene cloro líquido, hipoclorito sódico, cloruro férrico y ácido clorhídrico de síntesis. En todos estos procesos SolvayTorrelavega mantiene los más altos estándares de calidad, seguridad y respeto por el medio ambiente. Las inversiones más importantes producidas en la planta en los últimos años han estado dedicadas a la mejora y la valorización de los efluentes No. 2
que se generan en los procesos de producción.
El proyecto en la planta de SolvayTorrelavega En 2011, la fábrica de Torrelavega puso en marcha INNOVA, un sistema para la mejora de las ideas generadas por su personal a través de grupos de innovación. Uno de estos grupos de innovación, formado por los técnicos del departamento de baja tensión de la fábrica, estudió la optimización de los motores utilizados en la fábrica.Esta idea iba dirigida a la reducción de las emisiones de CO2 y del consumo energético en la planta. Y de esta forma SolvayTorrelavega contactó con ABB para conseguir sus objetivos.
Solución Con el objetivo de la reducción del impacto de CO2, Solvay Torre la Vega analizó los motores de baja
Termómetros
Motores ABB
tensión de su instalación comparándolos con los nuevos motores IE3 Efficiency Premium de ABB. La conclusión del análisis fue que en 82 motores entre 22 y 250 kW se podría mejorar el rendimiento aproximadamente en el 5%. ABB colaboró en la verificación de estas estimaciones con sus herramientas de evaluación de eficiencia energética. También se comprobó la diferencia de eficiencia real entre 3 motores de la planta y 3 motores IE3 de ABB en el banco de pruebas de la fábrica, llegando al mismo resultado de diferencia de 5 %. SolvayTorrelavegaha cambiado estos 82 motores instalados por los motores de ABB E3 Efficiency Premium para obtener una mejor eficiencia, rendimiento, menores emisiones de C02 y disponer de equipos de última generación modernizando así la planta. Se han seleccionado para la sustitución motores que tienen un servicio continuo. El cambio afecta a una potencia instalada de 6054 kW.
Monitores de
Fases del proyecto 1. Realización de una evaluación de eficiencia energética eléctrica para determinar el ahorro energético a conseguir. 2. Comprobación empírica en 3 motores de diferentes potencias : 15 kW, 37 kW y 55 kW. 3. Instalación de 82 motores ABB clasificación IE3 Eficiencia Premium 4. Análisis posterior de las medidas adoptadas para valorar los ahorros conseguidos.
Ventajas • Estimación de una reducción del consumo con 82 motores IE3 Efficiency Premium de ABB de 2.800.000 kWh anuales, que supone un ahorro económico del orden de 250.000 €/año. • Ahorro de C02 de 1.403 toneladas anuales • Tiempo establecido de retorno de la inversión inferior a 1 año.
Presión Arterial
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Lo nuevo de NI para Colombia
Escuche la entrevista completa
aquí
-----Por: Yucef Alejandro Patiño1
Aspectos Generales NIDays Colombia 2014
C
omo ya es costumbre National Instruments, compañía de origen norteamericano y con fuerte presencia en América Latina, realizó sus diferentes versiones de NIDays en todos los países donde tiene presencia a nivel global durante el mes de noviembre. EnergyTech News tuvo la oportunidad de asistir a la versión de NIDays 2014 en Colombia, donde se pudieron conocer más de cerca los avances que tiene la compañía para el mercado nacional para comienzos de este 2015, basados en las experiencias y aplicaciones presentadas en NIWeek 2014 en Austin, Texas, EE.UU. 26
En esta ocasión, el evento reunió en un solo lugar y en una jornada bastante activa a ingenieros, científicos, profesores, investigadores y estudiantes para presentarles las más recientes tendencias tecnológicas que permitan avanzar en sus investigaciones y fortalecer la productividad de sus industrias y operaciones. A través de conferencias magistrales y casos de éxito específicos, los asistentes conocieron más acerca de cómo NI ha aportado su talento y tecnología a ir superando los retos más complejos de la ingeniería actual. Sin importar el objetivo, ya sea adquisición de datos, pruebas automatizadas de control o automaNo. 2
tización, NI y sus herramientas han permitido desarrollar diferentes sistemas gracias a su plataforma basada en tecnología comercial, para diferentes industrias, es aquí donde cada nueva versión de LabVIEW trae consigo nuevas ventajas, “National Instrumens como tal está buscando hacer unos cambios en las plataformas de control para poder hacer el uso masificado. A dónde vamos con esto; detectamos en varias aplicaciones, donde la oferta como tal de NI puede tener un tipo de mejora. Es aquí donde podemos citar el 1. Director periodístico EnergyTech News, America Latina
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lanzamiento de la nueva versión de CompacRio donde vienen todas las cuestiones de control condensadas en un equipo, de manera que para el caso específico del cliente industrial es mucho más fácil. Realmente la temática es simplificar.” afirmó el Ingeniero Luis Guizar, Gerente General de NI para Colombia. Escuche la
entrevista completa
Aquí
“Ahora como tal en el mercado colombiano, nosotros trabajamos en tres áreas - militar, energético y finalmente el de automatización industrial.” Igualmente, NIDays a través de talleres prácticos permitió conocer más detalladamente y aprender más sobre cómo se pueden adquirir señales directamente de los sensores; y cómo se pueden analizar, presentar y almacenar los datos para la toma de decisiones más rápida y efectivamente. De otro lado, el Ingeniero Luis Guizar profundizó en las características que trae para Colombia el desarrollo de Sistemas de Control y monitoreo con LabVIEW, CompactRio y CompactDAQ – “aunque actualmente estas nuevas versiones están en proyectos en la actualidad en la industria nacional, si se han venido realizando pruebas de las diferencias más grandes que traen estas nuevas versiones, una a destacar es que las prestaciones ya son universales, así mismo el ingeniero tiene la posibilidad de interactuar directamente con el dispositivo embebido, ya no tiene que tener una interface intermedia. De otro lado la configuración ahora es más intuitiva y finalmente el sistema operativo ha permitido acceder a mercados que exigen más seguridad.”
Ing. Felipe Rincón, Gerente de Ventas de NI - Colombia, Ecuador y Venezuela
Ing. Luis Guizar Gerente General de NI para Colombia
De manera general, pero manteniendo la importancia que cada uno de los sectores con los que viene trabajando conjuntamente National Instruments, la jornada permitió explorar temáticas como el VirtualBench, que a través de sus cinco instrumentos primordiales de laboratorio, se convierte en un instrumento práctico para los proyectos industriales, igualmente se destacó la importancia de seleccionar la plataforma adecuada para aplicaciones de medición con el fin de hacer que la toma de decisiones No. 2
basada en adquisición de datos basados en PC como CompactDAQ y LabVIEW, sea más rápida, confiable y a un menor costo. Finalmente, tuvimos la oportunidad de aproximarnos al trabajo que se ha venido realizando en el desarrollo de aplicaciones para la industria militar y aeroespacial y su desarrollo de sistemas de prototipos. Al igual que las soluciones pensadas para la industria de energía, petróleo y gas mediante soluciones de hardware y software para desarrollar sus aplicaciones. 27
Tecnología
Control híbrido conmutado como alternativa tecnologica para la eficiencia energética Por: Julio A. Florez‑Vargas1 Ricardo Alzate‑Castano2 Resumen.. El presente artículo presenta técnicas de control híbrido como solución potencial al problema de regulación de los niveles de tensión a la salida de circuitos convertidores de potencia, para el mejoramiento de su eficiencia energética. Los sistemas de ejemplo corresponden con un convertidor dc-dc tipo Buck y un convertidor ac-dc tipo rectificador controlado basado en scr. Se presenta una metodología para implementación de algoritmos de control hibrido dividida en tres pasos: modelado matemático, análisis numérico e implementaciónfísica. Se consideran como técnicas de ejemplo el control por modos deslizantes smc y el control optimo conmutado. Los mejores resultados en la práctica se obtienen con la técnicasmc. Los trabajos complementarios incluyen la revisión de aspectos prácticos para mejorar el desempeño del control óptimo y la aplicación de la metodología presentada en niveles de potencia mayores que permitan tener un impacto a escala industrial. Palabras clave: Control deslizante, control óptimo, convertidor de potencia, fpaa, fpga, sistemas dinámicos híbridos.
Introducción Actualmente cobra vital importancia el buen uso que la humanidad pueda dar a los recursos energéticos. Fenómenos como el calentamiento global y la reducción de reservas naturales nos hacen pensar en la necesidad de administrar mejor la demanda de recursos por parte de una población en aumento y con una alta dependencia de la electricidad para satisfacer sus necesidades cotidianas. A nivel tecnológico, se reconoce al convertidor de potencia como el sistema que posee la responsabilidad de administrar de forma adecuada la transferencia energética entre una fuente y la carga que luego realizara el trabajo. Esta administración energética se traduce en acciones de regulación tradicionalmente resueltas mediante variaciones en la conmutación de los dispositivos semiconductores de los cuales está compuesto. En particular se emplea la variación del ciclo útil para una señal modulada en ancho de pulso (pwm). Soluciones convencionales, basadas por ejemplo en controladores pid [1] para modificar las condiciones de operación de un circuito Convertidor de potencia, demuestran no ser las mejores como respuesta ante no linealidades del sistema o ante cambios paramétricos. Como alternativa se plantean descripciones a manera de combinación entre formulaciones continuas y reglas discretas para el estudio de la conmutación en sistemas 28
como el convertidor de potencia, a partir de los denominados sistemas dinámicos híbridos [2, 3]. Este cambio de paradigma en la manera de analizar y manipular a través de acciones de control hibrido el comportamiento del circuito convertidor de potencia ha permitido obtener resultados importantes reportados en la literatura [2‑6]. Algunos enfoques de control hibrido incluyen el control por modos deslizantes (smc por sus siglas en inglés) [7] y el control óptimo [8], cuya formulación matemática busca la estabilidad del sistema a través de la teoría de estabilidad de Lyapunov [9] en complemento con la matemática hamiltoniana [10] y lagrangiana [11]. Por otro lado, las herramientas Tecnológicas actuales facilitan la implementación de algoritmos complejos de control a partir del uso de dispositivos programables como los fpga (del inglés, Field Programmable Gate Array) [3], los fpaa (del inglés, Field Programmable Analog Array) [5], los microcontroladores dspic [12], los PSoC (del inglés, Programmable Systemon-Chip) [13] o los dsp (del inglés, Digital Signal Processor) [4], combinando altas prestaciones de memoria y velocidad de procesamiento, con la flexibilidad dada por reconfiguraciones circuitales programadas. 1 Estudiante de la Maestria en IngenieriaElectronica 2 Profesor asistente. Correo electronico: ralzatec@uis.edu.coEscuela de Ingenieria Electrica, Electronica y de Telecomunicaciones, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga
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2. Metodología La representación dinámica general de un sistema en el espacio de estados está dada por la expresión (1), en la que x representa los estados, u las entradas e y las salidas del sistema [7, 9]. x= f (x,u) (1) y= g(x,u) Sin embargo, en la búsqueda por obtener un máximo aprovechamiento de energía se plantea la combinación de dinámicas en tiempo continuo con reglas de tiempo discreto, a partir de lo que se conoce como un sistema dinámico hibrido [3, 4]. En general, el esquema hibrido es aplicable a múltiples ramas del conocimiento que abarcan campos como la biología y la ingeniería. En el ámbito energético con enfoque en la obtención de recursos de fuentes no convencionales, se hace necesario mejorar el desempeño de la etapa de conversión de potencia y, de maneramás precisa, disminuir en ella la mayor cantidad de pérdidas. Este aspecto impone la diferencia entre un sistema viable y otro inadecuado como una medida de costo‑beneficio. No obstante, con la incorporación de tecnologías de implementación para acciones de control por medio de dispositivos programables, se facilita el avance en la búsqueda de una máxima eficiencia energética, convirtiendo a los convertidores de potencia en una clase de sistemas híbridos con mayor velocidad de procesamiento, ductilidad y portabilidad que sus predecesores no embebidos.
Figura 1. Control hibrido Supervisor
a
y
u
Controlador 1 Controlador 2
Tecnología
El presente ar tículo incluye resultados que apuntan en esta dirección, incorporando herramientas Tecnológicas basadas en el diseño e implementación de Controladores híbridos, para manipular el desempeño de circuitos convertidores de potencia [6, 14] como solución al problema de mantener regulados los niveles de tensión a la salida del circuito. El artículo se desarrollara en cuatro partes esenciales: la segunda sección abordara la metodología empleada para realizar la implementación de técnicas de control hibrido de tipo smc y óptimo; la tercera, mostrara los resultados de laboratorio obtenidos tras la realización computacional de las rutinas de control sobre el circuito convertidor de potencia; en la cuarta se realizara una discusión que finalmente permitirá enunciar las conclusiones generales del trabajo en la quinta sección.
Proceso
Controlador 3 Controlador 4
Fuente: los autores
En la figura 1 se muestra un esquema genérico de un sistema dinámico híbrido. Para nuestro caso particular el proceso corresponde con el circuito convertidor de potencia. A su vez, el sistema supervisor se refiere a la tecnología de hardware programable capaz de realizar la conmutación con base en un algoritmo de control previamente implementado. La estructura metodológica desarrollada para llevar a cabo la implementación de un control híbrido conmutado en un convertidor de potencia se puede dividir en las etapas ilustradas en la figura 2, enunciadas a continuación: Figura 2. Planteamiento de metodología Metodología Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Modelo Matemático
Análisis Numérico
Implementación Fisica
Fuente: los autores
2.1. Definición de la ley de control hibrido Como técnicas de control para verificar, se seleccionaron el smc y el control óptimo conmutado. Cada una de estas se formula a partir de las ecuaciones dinámicas del sistema. Ambas técnicas representan realizaciones binarias o digitales debido a la conmutación que constituyen como acción en el circuito convertidor de potencia, restringiendo sus valores de salida en el intervalo (0, 1). El smc como caso particular de control robusto tiene como característica principal la posibilidad de trabajar la estabilidad de un sistema vectorial n-dimensional como un sistema escalar, a través de una trayectoria representante del error conceptualizada como superficie de deslizamiento [7].
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2.2. Análisis numérico del sistema de control Una vez definida la ley de control, se realiza un análisis del compor t amient o dinámico de los modelos matemáticos del sistema empleando herramientas computacionales, para predecir con respecto a la simulación posibles entornos virtuales de operación previos a la implementación física y definitiva del sistema. En particular, las pruebas realizadas en simulación buscan evidenciar la validez de las técnicas de control propuestas. Para el caso de análisis numérico en circuitos eléctricos y electrónicos, se dispone de herramientas de cálculo computacional como psim, Orcad y Proteus. Otro recurso importante y quizás más genérico está constituido por el paquete comercial matlab, el cual facilita la utilización de funciones matemáticas predefinidas para construir algoritmos genéricos. En la figura 3 se muestra un ejemplo de la gráfica de respuesta en el plano de fase [9] (i.e. voltaje vs. corriente) para un circuito convertidor de potencia tipo Buck, bajo la acción de un control por modos deslizantes simulada en matlab. En este caso la superficie de deslizamiento se eligió para mantener 30
la salida de tensión constante en 7 voltios. El eje x de la figura representa la corriente en la bobina y el eje y la tensión en la resistencia de carga. A partir de lo anterior se verifica la capacidad del sistemacontrolado para regresar a la superficie de deslizamiento posterior al efecto de una perturbación aplicada sobre la carga del sistema, como se verifica a partir de los dos puntos de acumulación de la trayectoria en la figura. Figura 3. Plano de fase: Tensión (eje y [V]) vs. Corriente (eje x [A]), para control deslizante XY Plot 12 10 8 Y Axis
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En (2) se puede ver la representación matemática de la superficie de deslizamiento, donde xd denota la trayectoria deseada —para nuestro caso el voltaje deseado a la salida del circuito convertidor de potencia—, y en (3) la ley de control conmutado generada a partir del smc, como una lectura del signo del error dinámico obtenido en camino hacia la superficie de deslizamiento. s(t) x(t) x (t) d = -(2) u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3) Por otra parte, el control óptimo tiene sus orígenes en la formulaciónmatemática hamiltoniana, en donde la elección de la ley de control óptima se toma con base en su capacidad de minimizar un funcional de costo de energía J, típicamente asociado al gasto energético del actuador para lograr el óptimo desempeño del sistema. En (4) se muestra el funcional de costo obtenido para elegir la ley de control óptima para mantener constante la salida de un convertidor de potencia tipo Buck, como se puede observar en [15]. J (x(t) x (t)) dT20 _= -(4) Esta eleccion se realiza segun el principio del maximo del Pontryagin [16], donde la minimización de J es equivalente a maximizar el hamiltoniano [10].
6 4 2 0 0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
Fuente: los autores
2.3. Selección para la tecnología de implementación Posterior a tener definida una ley de control híbrido para manipular la conmutación del circuito convertidor de potencia y verificar computacionalmente las predicciones teóricas de la dinámica controlada del mismo a través de simulación, se da paso a la siguiente etapa en la metodología propuesta para la selección de una alternativa adecuada para facilitar la realización circuital del algoritmo de control. En el presente artículo se consideran como opciones tecnológicas de implementación plataformas embebidas basadas en tecnologías fpaa y fpga.
3. Resultados A continuación se presentan los resultados obtenidos en laboratorio, para verificar el efecto de las acciones de control hibrido sobre el desempeño de circuitos convertidores de potencia. La figura 5 ilustra el diagrama de bloques del sistema experimental configurado, en el cual el dispositivo de proceso corresponde a alguna de las dos opciones: fpga o fpaa. También es evidente que la señal de actuación corresponde con un bloque de pwm. No. 2
Perturbación
Referencia
M
Dispositivo analógico/Digital programable Técnica de Control
Ley de Control
Actuador
Figura 7. Regulacion de tension por control optimo ante perturbaciones de carga (fpga)
Variación de la carga
Señal PWM
Auto
Circuito convertidor de potencia
Measure Vrms 1: 7.87U 2: chan off
Sensor
Vavg 1: 7.7UV 2: Chan off
Fuente: los autores
En la figura 6 se observa la señal de voltaje capturada a la salida de un convertidor dc-dc tipo Buck, sometido a perturbaciones en la salida, bajo la acción de un control por modos deslizantes implementado en un fpga. De la figura se observa una respuesta plana, en la que rápidamente se corrige el efecto de la alteración aplicada en la impedancia de salida del sistema. Se nota también en la respuesta el rizado correspondiente a las micro-oscilaciones de alta frecuencia (chattering), generadas por la conmutación de los dispositivos semiconductores en el circuito. Figura 6. Regulación de tensión por smc ante perturbaciones de carga (fpga) Measure
Auto
Vrms 1: 8.21v 2: chan off Vavg 1: 8.19v 2: Chan off
Frecuencia 1: 650.1 mHz 2: Chan off 1
A I
2V 50mV
H
500 ms Roll
U CH1 EDGE O <20Hz
ƒDC
H
500 ms Roll
La figura 8, por su parte, ilustra los resultados experimentales para la salida de voltaje en un circuito convertidor de potencia del tipo ac‑dc (rectificador controlado) basado en un scr, bajo la acción de perturbaciones en la carga cuando está sometido a un control del tipo proporcional (con ganancia Kp = 32) ejecutado en un fpaa. De la figura se evidencia un leve comportamiento transitorio sobre amortiguado que rápidamente se establece en un valor final diferente al deseado, es decir, se genera un error en estado estacionario. Figura 8. Regulación de tensión por control proporcional ante perturbaciones de carga (fpaa)
Ciclo Trabajo 1: 99.72% 2: Chan off Vmax 1: 11.0V 2: Chan off
1
2V 50mV
Ciclo Trabajo 1: 193.35% 2: Chan off Vmax 1: 9.76U 2: Chan off U CH1 VIDEO N NTSC O <20Hz so
Fuente: los autores
Frecuencia 1: 333.3 mHz 2: Chan off
A I
Tecnología
determinar las razones que justifican este comportamiento bastante lejano de las predicciones teóricas.
Figura 5. Esquema de control por entidades de decisión
-700.0 ms
CH2
Auto
Acoplo Inversión
so
OFF
Fuente: los autores
Límite BW OFF
De otro lado la, figura 7 permite visualizar resultados para el mismo caso anterior, esta vez bajo una acción de control del tipo óptimo conmutado. Se observa que la respuesta evidencia alteraciones visibles debido a las perturbaciones aplicadas. Por tanto, en comparación con la acción smc, este tipo de control presenta un menor desempeño que amerita un análisis exhaustivo para
Sonda x1
1
No. 2
1 2
200mV 500mV
M 500ms Roll
T CH1 EDGE f <20Hz
ƒDC
Fuente: los autores 31
Tecnología
Un resultado complementario a este último se presenta en la figura 9 para una acción de control pid sintonizado (Kp = 6,4, Ki = 0,004, Kd = 0,004). Como se observa en la figura, el comportamiento transitorio es mucho más evidente respecto a la oscilación. Sin embargo, como era de esperarse, se corrige el error en estado estacionario gracias a la acción integral. Figura 9. Regulación de tensión por smc ante perturbaciones de carga (fpaa) CH2
-180.0 ms
Acoplo Inversión OFF Límite BW OFF Sonda x1
1
1 2
200mV 500mV
M 500ms Roll
T CH1 EDGE f <20Hz
ƒDC
Finalmente, la figura 10 permite verificar la forma de onda obtenida tras ejecutar sobre un fpaa la acción de control smc. Nuevamente se observa una respuesta plana que anula de manera rápida el efecto de las perturbaciones, permitiendo que el voltaje de salida se establezca al valor deseado de manera casi inmediata. Las Figura 10. Regulación de tensión por smc ante perturbaciones de carga (fpaa)
1
1 2
200mV 500mV
M 500ms Roll
Fuente: los autores 32
Auto
T CH1 EDGE f <20Hz
4. Discusión De los resultados presentados en las figuras 6 y 10, se confirma un apropiado desempeño en el comportamiento del circuito convertidor de potencia ante la acción de perturbaciones, para mantener regulado el voltaje en su salida cuando se aplica la técnica de control por modos deslizantes smc. Este resultado es independiente de la plataforma de implementación utilizada, pues se verifica tanto para fpga como para fpaa. También se evidencia una degradación en el comportamiento del control optimo conmutado según resultados de la figura 7, lo cual sugiere una revisión del método de implementación para determinar las consideraciones de tipo practico que deben agregarse para asegurar su desempeño teóricamente “optimo”. Las técnicas de control convencional como p y piddemuestran un comportamiento dinámico inferior al obtenido por una técnica de control hibrido eficiente como pudo evidenciarse al comparar las figuras 8, 9 y 10.
5. Conclusiones
Fuente: los autores
-860.0 0ms
configuraciones circuitales y los valores de parámetro empleados para obtener los resultados presentados se detallan en las referencias [17] y [18], respectivamente, para los casos de tecnologías fpga y fpaa.
Measure Vavg 1: 985mU 2: chan off Vmin 1: 840mv 2: Chan off Vmax 1: 1.06U 2: Chan off Vpp 1: 224mV 2: Chan off Frecuencia 1: 1.226Hz 2: Chan off ƒDC
Se han presentado técnicas de control híbrido como solución potencial al problema de regulación de los niveles de tensión a la salida de circuitos convertidores de potencia, para el mejoramiento de la eficiencia energética. Los sistemas de ejemplo corresponden con un convertidor dc-dc tipo Buck y un convertidor acdctipo rectificador controlado basado en scr. Se ha presentado una metodología para implementación de los algoritmos de control hibrido dividida en tres pasos: modelado matemático, análisis numérico e implementación física. Se han considerado como técnicas de ejemplo el control por modos deslizantes smc y el control óptimo conmutado. Los mejores resultados en la práctica se obtuvieron para la técnica smc. El trabajo complementario incluye la revisión de los aspectos prácticos para mejorar el desempeño del control óptimo y la aplicación de la metodología presentada en niveles de potencia mayores que permitan tener un impacto a escala industrial.
6. Agradecimientos Los autores desean agradecer a la Universidad Industrial de Santander por financiar este trabajo a través del proyecto de investigación identificado con el código vie‑uis 5568. No. 2
[1] Z. Malekjamshidi y J. Mohammad, “A hybrid ann and pid classic controller applied to a cascade lc resonant converter”, Conference on Control, Instrumentation andAutomation (iccia), 2nd International, Shiraz, Iran, pp. 675‑681, 2011. [2] C. Klumpner, “Hybrid power converters: An exploration of benefits”, isie 2008. ieee International Symposiumon Industrial Electronics, 2008, pp. 1‑27. [3] K. Jezernik y R. Horvat, “fpga Hybrid Controller for Unity Power Factor”.Ohrid, Power Electronics and MotionControl Conference (epe/pemc), 2010, 14th International, T13‑11‑T13‑16. [4] A. Ghadam, S. Burglechner, A. H. Gokceoglu, M. Valkamay A. Springer, “Implementation and Performanceof dsp-Oriented Feedforward Power Amplifier Linearizer”, ieee Transactions on Circuits and Systems i: RegularPapers, Vol. 59, No. 2, pp. 409‑425, 2012. [5] A. Deese, y C. O. Nwankpa, Utilization of fpaa technology for emulation of multi-scale power system dynamics in smart grids, San Diego, CA: Power and Energy SocietyGeneral Meeting, 2012, ieee. [6] F. Chierchie, y E. E. Paolini, “Discretetime modeling and control of a synchronous buck converter”. ArgentineSchool of MicroNanoelectronics, Technology andApplications, eamta, Conferencia, Oct, 2009, pp. 5‑10. [7] I. Utkin, Sliding Modes and their applications in VariableStructure Systems, Moscu: Mir Publ.,1978 [8] D. E. Kirk, Optimal control theory: An introduction, Englewood Cliffs, NJ: PrenticeHall, 1970. [9] J. J. Slotine y W. Li, Applied Nonlinear Control, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1991. [10] Landau y Lifshitz, Mecanica, Barcelona: Ed. Reverte, 1991, pp.158‑175.
Editorial
Referencias [11] H. Goldstein, Mecanicaclasica, Barcelona: Ed. Reverte, 1994. [12] S. Boksuwan y T. Benjanarasuth, “Code generation of fractional filters for dsPIC microcontrollers”.Bali: tencon2011‑2011 ieee Region 10 Conference, 2011, pp. 1275‑1279. [13] A. Doboli, P. Kane y D. Van Ess, “Dynamic reconfiguration in a PSoC device” International Conference on Field-ProgrammableTechnology, Sydney, nsw, 2009, pp. 361‑363. [14] M. H. Rashid, Electronica de potencia. Circuitos, dispositivos y aplicaciones, Mexico: Prentice Hall HispanoamericanaS. A., 1993. [15] L. G. Fuentes, Y. K. Tutira y P. J. Esteban, “Diseño y simulaciónde estrategias de control conmutado en convertidores de potencia”, trabajo de grado, Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander, 2012. [16] D. G. Luenberger, Introduction to dynamic systems: Theory, Models and Applications, Nueva York: Wiley, 1979. [17] M. F. Gomez, L. G. Navarro, D. F. Jacome y R. Alzate, “Estrategias de control conmutado aplicadas a circuitos convertidores de potencia”. xviii Simposio de Tratamientode Señales, Imágenes y Visión Artificial (stsiva), Bogotá, 2013. [18] C. R. Duran, J. A. Florez y R. Alzate, “Regulación de voltaje por control de disparo empleando tecnologías fpaa”. Sometido a consideración del iv Simposio Internacional deElectrónica, Telecomunicaciones y Ciencias de la Computaciónetcc, itm, Medellin, 2013 **J. A. Florez‑Vargas y R. Alzate‑Castano, “Control híbrido conmutado como alternativa tecnológica para la eficiencia energética”. Ingeniería Solidaria, Vol. 9, No. 16, pp. 81-87, Dic., 2013.
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Alrededor del mundo
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