FCEIA - Escuela de Ingeniería Eléctrica
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Ítem Acceso Abierto Análisis e investigación acerca de la implementación de celdas de combustibles en el sector eléctrico(2023-06-26) Cabrera, Sebastián; Frattini, Paulo; FrattiniDurante el desarrollo del presente documento se cubren los conceptos que abarcan desde los principios de funcionamiento en cada tipo particular de celda, con las ecuaciones termodinámicas más relevantes que describen su comportamiento, pasando por las características constructivas para luego ya centrarse en un análisis de manera específica con modelos varios que permitan emular el comportamiento. Se presentan los diferentes modelos matemáticos que se utilizan en la industria para la representación de la celda, considerando que simplificaciones realizan y dentro de que rango de condiciones permiten obtener una simulación. En cuanto a los sistemas de celdas, se presentan las configuraciones tanto eléctricas como químicas, más utilizadas hoy en día, con una descripción de su funcionamiento. Como parte del análisis se recogió tres modelos para una SOFC, el genérico simplificado, el genérico detallado y el electroquímico, incluyendo las correlaciones termodinámicas, que permite la simulación de la dinámica electroquímica de la celda. Para la validación de estos modelos, se parte de las ecuaciones características y los fenómenos que describen, y se van ajustando a distintos escenarios que involucran variaciones en las condiciones de temperatura de operación y de las presiones, tanto del combustible como del oxidante. Luego, se presentan una comparativa de los costos de las diferentes tecnologías de generación con relación a las celdas de combustibles. Finalmente, se presenta las aplicaciones en sistemas eléctricos. Se realiza un análisis de los modelos de conexión y control en su funcionamiento interconectado a la red, esto es, bajo condicionales normales y ante distintos tipos de fallas. Por último, se detallan ejemplos de proyectos instalados y que actualmente se encuentra en funcionamiento.Ítem Acceso Abierto Control automático de generación para la regulación de frecuencia y cálculo de factor bias(2024-03-20) Silva , Shannon Ashley; Ubici, Trinidad; Gallego, Félix; Mirable, Juan PabloUn eje pilar del funcionamiento correcto y estable de un sistema eléctrico de potencia es la regulación de frecuencia, una acción de control que tiene como fin mantener la frecuencia en su valor nominal. Los actores principales para realizar este tipo de control son los generadores, por lo que el conocimiento de la capacidad de cada uno presenta ser un factor determinante a la hora de tener que ejercer la regulación. Históricamente, por la simplicidad de los sistemas eléctricos, pocas máquinas generadoras eran suficientes para llevar a cabo la regulación. Esta cantidad también permitía que con facilidad se pudiera coordinar de forma manual aquel generador seleccionado para encargarse de devolver la frecuencia a su valor nominal ante una perturbación. Por el crecimiento de la población y la modernización de la sociedad, surgió la necesidad de agrandar el sistema de distribución eléctrica, con el cual se acoplaron una serie de problemas a solucionar. La interconexión de distintos puntos del sistema solucionó muchas de estas cuestiones, pero la complejidad introdujo otros desafíos a resolver. Cómo coordinar cuales generadores realizaría regulación de frecuencia, de qué forma y cuánto aportaría cada uno, fueron cuestiones importantes y necesarios de definir. A esta problemática se agregó el hecho de que esta coordinación y asignación se debía hacer de forma manual. Con el tiempo, los avances de la tecnología fueron resolviendo muchas cuestiones de regulación de frecuencia mediante la automatización por controladores. Si bien se habían solucionado algunos puntos, quedaba pendiente encontrar la forma de regularizar el estado original de aquellos generadores que se habían encargado en primera instancia de estabilizar la frecuencia. Cuando surgió la solución a este tema, nuevamente apareció la necesidad de automatizar este trabajo por la complejidad del sistema y para buscar la optimización del sistema eléctrico. Esto se logró mediante el control automático de generación, recurso utilizado actualmente en muchos países, pero poco aplicado y con bajo estudio en la Argentina. A través del presente proyecto se desarrolla un modelo matemático para llevar a cabo un análisis sobre el control automático de generación en el sistema de potencia de Argentina. Uno de los principales desafíos en la actualidad argentina consiste en coordinar los generadores participantes de la regulación secundaria y definir el aporte de cada uno. El modelo simulado tiene como fin definir un cálculo adecuado del factor bias, valor que determina el aporte adecuado de los generadores participantes. De esta forma, se busca optimizar las acciones de control de la regulación secundaria de frecuencia del país mediante un sistema automático integrado y que se pueda reducir la intervención manual por parte del operador de red. A lo largo de este proyecto, utilizando un modelo desarrollado en Simulink, se estudiarán distintos escenarios de generación y demanda, la respuesta de la frecuencia y otras variables eléctricas, y factores de eficiencia definidos por CAMMESA, ente regulador argentino.Ítem Acceso Abierto Diseño de sistema debobinador automático con capacidad de regeneración de energía(2025-03-21) Gonzalez, Guillermo Adrián; Bouhier, Ariel OscarEl presente proyecto tiene como objetivo principal diseñar un sistema de accionamiento, control y monitoreo utilizando el software TIA Portal (TIA) de Siemens, para un el debobinador de una línea automatizada de corte transversal de bobinas de chapa metálica. Además, se busca integrar una funcionalidad de regeneración de energía que permita maximizar la eficiencia del sistema. La creciente demanda y exigencia en la industria siderúrgica requiere soluciones innovadoras que optimicen los procesos de fabricación. En este contexto, la automatización industrial se presenta como una herramienta fundamental para aumentar la eficiencia, mejorar la calidad y reducir costos en el proceso de laminación y formación de productos siderúrgicos. La automatización del sistema debobinador permitirá un desenrollado controlado y preciso de las bobinas, asegurando una operación segura y eficiente en todo momento. La implementación de tecnología avanzada, como el software TIA Portal de Siemens, proporcionará una integración perfecta de los componentes y facilitará el control y monitoreo en tiempo real del proceso.Ítem Acceso Abierto Estudio de compensador serie estático síncrono (SSSC) e implementación sobre redes radiales del SADI(2023-12-19) Mian, Nicolás; Sticotti, Julián David; Calabruso, Franco; Vives, JavierLa operación de corredores de transmisión radiales presenta dificultades producto de su configuración donde solo un extremo del sistema se vincula al resto de la red. Aparecen entonces requerimientos de control de tensión, aumento de potencia de cortocircuito o reducción de saturaciones que son subsanados mediante el despacho forzado de generación térmica local. Esto no solo produce emisiones, sino que además incrementa el costo de la operación. En el Sistema Argentino de Interconexión (SADI), la mayor parte de las redes de 132kV resultan radiales, las cuales presentan los problemas descriptos. Algunos ejemplos concretos son los enlaces radiales ubicados en las provincias de Santa Fe y Buenos Aires (vínculos con más 200km de longitud) y otros distribuidos en el resto del país. Aparece aquí la posibilidad de estudiar la implementación de dispositivos SSSC (Static Synchronous Series Compensator), los cuales brindan gran flexibilidad en la operación de sistemas de potencia ya que permiten modular activamente la impedancia de la línea de transmisión en donde se encuentran instalados, además de presentar tiempos de fabricación e instalación reducidos en comparación a los asociados a nuevas obras de transmisión que atiendan dichos problemas (≈entre 15 y 18 meses vs años).Ítem Acceso Abierto Impacto de la movilidad eléctrica sobre la red de transporte en Alta Tensión(2024-08) Miori, Matías; Stroili, Nicolás; Cacchione, Raúl; Lo Giudice, Gabriel; Alonso, FernandoEn un mundo cada vez más enfocado en la sostenibilidad y la reducción de emisiones de carbono, los vehículos eléctricos (VEs) se han convertido en una alternativa prometedora a los vehículos convencionales impulsados por combustibles fósiles (VCs). Sin embargo, su adopción masiva presenta desafíos significativos en términos su impacto en los sistemas de distribución y transmisión eléctrica. ¿Puede nuestro sistema soportar un reemplazo masivo de vehículos convencionales por vehículos eléctricos? Esta pregunta es la desencadenante de este proyecto, en el que se tiene como objetivo evaluar distintos escenarios de penetración de vehículos eléctricos en nuestro país, evaluar la demanda extratendencial derivada de dicha penetración, debido a la necesidad de recarga de los VEs y obtener conclusiones sobre la viabilidad de esta transformación energética desde el punto de vista del sistema de potencia argentino.Ítem Acceso Abierto Impacto de los motores de alta eficiencia en la industria(2022-12) Delaygue, Augusto; Fontana, Sebastián; Cacchione, Raúl; Alonso, FernandoEl gran impacto económico que genera la tarifa eléctrica en las industrias de nuestro país, el previsible agotamiento de parte de los recursos energéticos no renovables y la preocupación por el cambio climático global, nos llevan a plantear que ocurriría si mejoráramos la eficiencia de las cargas que consumen entre el 60 y 70% de la energía total suministrada por el sistema de potencia, los motores eléctricos. Como vimos a lo largo de nuestra formación académica, en la industria se posee un desconocimiento de los distintos niveles de eficiencia energética en los motores y no se considera un estudio en el cual a través del aumento de la misma se logre obtener un ahorro económico. Los mismos son seleccionados únicamente en base a su precio, eligiendo en la mayoría de los casos el de menor valor. Como consecuencia de esto, en las plantas industriales predominan motores de inducción de baja eficiencia, que poseen altas pérdidas, las cuales nos van a llevar a tener un incremento innecesario en la tarifa eléctrica. Además, esta baja eficiencia representa un uso irresponsable de la energía, lo que significará una mayor emisión de dióxido de carbono a la atmosfera por parte de los generadores. Por lo cual nos enfocaremos en estudiar el impacto económico ambiental que conlleva el reemplazo de motores asincrónicos de eficiencia estándar por los de eficiencia premium.Ítem Acceso Abierto Máxima penetración Eólica en el Sistema Patagónico: Estudio Monte Carlo(2020-11-10) Torre, Felipe , de la; Perrone, DavidEn este proyecto se construye un modelo que permite determinar la máxima potencia eólica que es posible instalar en el sistema patagónico. El principal limitante es la restricción de transmisión del vínculo Choele Choel – Puerto Madryn en 500 kV, que conecta el sistema patagónico con el resto del SADI. Toda la potencia generada en la Patagonia, que no es absorbida por su demanda interna, deber ser exportada al SADI por medio este vínculo. El enfoque tradicional trabaja con escenarios conservadores en los que no se tiene en cuenta la intermitencia de las fuentes renovables como el viento. De forma simplificada, se plantea un sistema formado por la línea Puerto Madryn - Choele Choel, la generación térmica (T), la generación hidráulica (H), la generación eólica (E) y la demanda (D) concentradas.Ítem Acceso Abierto Mejora de la calidad de servicio eléctrico mediante intercambio de potencia y energía en corriente continua en sistemas de BT/MT(2023-08-17) Ades, Gustavo Ezequiel; Zaccari, Patricio; Tomassini, Juan; Junco, Sergio; https://orcid.org/0009-0003-3218-5679Este proyecto se enfoca en el estudio de un tema que aborda la interacción de la electrónica de potencia con el transporte y la distribución de energía eléctrica. Estudiaremos el desempeño de conversores electrónicos de potencia como una alternativa a la distribución eléctrica clásica (mallado de la red, agregado de nuevos cables de distribución, agregado de subestaciones transformadoras, etc). Analizaremos su control, su desempeño, su fiabilidad y maniobrabilidad, analizando sus ventajas y sus desventajas. Si bien los sistemas HVDC son ampliamente conocidos y muy utilizados en el mundo, buscamos proponer una solución de gran versatilidad para sistemas de distribución con el fin de resolver sus típicos problemas en los perfiles de tensión y en las capacidades de transporte de potencia de sus elementos constitutivos.