Consulta esta versión Vol. 7, No. 2, 2024
En este link podrás descargar el ejemplar de nuestra séptima edición, donde podrás conocer todos los artículos que integran este número
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Ponentes Internacionales
Este artículo presenta un estudio detallado del recurso eólico utilizando programación en MATLAB para analizar y modelar los datos obtenidos. Se utilizaron datos de velocidad del viento recolectados durante un año, los cuales fueron procesados para evaluar el potencial energético de un sitio específico. Se implementaron algoritmos para calcular la distribución de Weibull, un modelo comúnmente utilizado para caracterizar la variabilidad del viento, y se desarrollaron scripts para optimizar el análisis de la densidad de potencia y el factor de capacidad de aerogeneradores. Además, se compararon los resultados con las especificaciones técnicas de los modelos más recientes de aerogeneradores de empresas líderes en el sector. Se realizan dos estudios en ETAP máquina-bus infinito para conocer el comportamiento de los flujos de potencia de los aerogeneradores en sus condiciones nominales con banco de capacitores y sin la compensación de reactivos. Este enfoque computacional permite obtener una visión amigable y precisa del rendimiento de estas máquinas y su viabilidad en el desarrollo de proyectos eólicos en la región estudiada, contribuyendo a la planificación y toma de decisiones en energías renovables
Esta investigación analiza el rendimiento de un módulo fotovoltaico en condiciones reales, aspectos cruciales para el diseño y eficiencia de los sistemas de energía solar. Aunque, los módulos se prueban bajo condiciones estándar de irradiancia y temperatura (STC), su rendimiento es influenciado por la ubicación, orientación, inclinación, sombreado y otras condiciones ambientales. La investigación presenta dos análisis del comportamiento de un módulo fotovoltaico en Mazatlán, Sinaloa. El primer caso examina el rendimiento del módulo en tres configuraciones: orientación sur con inclinación de 0°, inclinación de 23°, y con un sistema de seguimiento solar de dos ejes. Se compara el rendimiento del módulo a 23° con el modelo de diodo simple, utilizando métricas como la Diferencia Porcentual (DP), el error cuadrático medio (RMSE) y el error cuadrático medio normalizado (nRMSE), considerando las condiciones climáticas del 21 de marzo y mediciones experimentales de radiación, temperatura de celda y curvas características I-V y P-V. El segundo caso analiza el impacto de las sombras en los cuatro cuadrantes del módulo solar, con inclinaciones de 23° y 0°, cuantificando la reducción en la generación de potencia eléctrica debido al sombreado en las celdas del módulo. Los resultados indican que el sistema de seguimiento solar proporciona un aumento en el rendimiento en comparación con el módulo fijo a 23° y 0°. En cuanto al efecto de las sombras, se observa una reducción de hasta el 90% del rendimiento cuando existe una supresión efectiva de los diodos de derivación de la interconexión de las células del módulo fotovoltaico
En este artículo se presenta un modelo matemático de un sistema fotovoltaico para estudios de propagación de
armónicos en redes eléctricas, en el cual se modela el grado de distorsión armónica emitido por el sistema fotovoltaico ante
condiciones variantes en la potencia de trabajo del inversor, asimismo, como caso de estudio se analiza una red de distribución
que cuenta con cargas no lineales y se observan los cambios que tiene la red al implementar el modelo mediante la adicción de
generación distribuida
Este trabajo presenta dos esquemas de control predictivo basado en modelo para regular la trayectoria del ángulo de potencia en un generador síncrono, un componente crítico en la generación de electricidad. Se abordan dos enfoques de modelado de la dinámica del generador para diseño del control predictivo: el modelo lineal convencional y el modelo lineal diferencialmente plano. Se expone cómo el esquema de control predictivo puede ser más efectivo cuando se emplea un modelo diferencialmente plano para seguimiento de perfiles de referencia para el ángulo de carga. Este enfoque mejora la capacidad de seguimiento de la referencia, reduciendo el valor máximo del error en un 42.6%. Además, se disminuye el esfuerzo de control, logrando una reducción del 7.7% en el valor máximo de la señal de mando
El monitoreo energético no intrusivo (NILM, por sus siglas en inglés) se ha convertido en una herramienta crucial para la eficiencia energética en edificios residenciales y comerciales. A partir del análisis de datos agregados de energía, la metodología NILM permite desagregar y monitorear el consumo de diferentes dispositivos sin la necesidad de instalar sensores en cada aparato. Esto permite gestionar un edificio de forma inteligente para optimizar la eficiencia energética empleando recursos limitados de infraestructura de medición y almacenamiento de datos. Este artículo examina varios casos de NILM, centrándose en el enfoque de su aplicación para mejorar la eficiencia energética, la detección de fallos y la gestión inteligente de energía. También se destacan los desafíos actuales y futuros en su implementación, particularmente en sistemas de aire acondicionado, donde el NILM ha demostrado ser una solución eficaz, y de bajo costo de implementación, para optimizar el rendimiento energético y reducir costos operativos. Se presenta un caso de estudio en la Universidad Tecnológica de Manzanillo, en donde aplicando monitoreo energético no intrusivo fue posible advertir desbalance de corrientes, cargas de operación continua y comportamientos cíclicos
Ante la creciente demanda de energía eléctrica en el municipio de Santa María del Mar, Oaxaca, y sus alrededores, se busca impulsar la sostenibilidad energética de la región mediante el aprovechamiento de las fuentes de energías limpias. En este contexto se plantea llevar a cabo un estudio del potencial eólico local en un periodo de cinco años, utilizando la base de datos proporcionada por la NASA. Este estudio comprende un análisis estadístico detallado, que incluye la evaluación de los valores promedio horarios, la dispersión de velocidades, las distribuciones de frecuencia y densidades de probabilidad de Weibull. A partir de los resultados obtenidos se propone la implementación del aerogenerador Siemens SWT-3.6-130 con el objetivo de estimar la capacidad de generación eléctrica anual de la zona. Asimismo, se plantea la posibilidad de establecer un parque eólico que pueda satisfacer las demandas energéticas locales. El comportamiento del parque es analizado en condiciones nominales con un estudio de flujos de carga utilizando el software ETAP.
Se modela un sistema eléctrico de potencia con fines de análisis de estabilidad de pequeña señal, para determinar los parámetros que intervienen en la obtención de las constantes K. Constantes que representan la dinámica del sistema. Se describe el proceso de obtención de estas con la finalidad de obtener resultados más precisos de acuerdo a la información proporcionada por la literatura. Se modela en el espacio de estado las ecuaciones diferenciales del sistema para obtener sus eigen-valores y así obtener, a través, de la herramienta de Matlab la gráfica las diferentes respuestas oscilatorias con las siguientes consideraciones: el efecto de la dinámica del circuito de campo, el efecto del regulador automático de voltaje AVR y el efecto del estabilizador de sistema de potencia PSS
El servicio del alumbrado público es cobrado en los municipios del Estado de Guanajuato a través de un impuesto municipal llamado Derecho de Alumbrado Público (DAP); el cual ha transitado desde su nulo pago hasta llegar a cobrar un costo del porcentaje del consumo de electricidad en la prestación del servicio que realiza la Comisión Federal de Electricidad (CFE) o por un monto determinado por el Municipio. Ante ello, estas condiciones de cobro del DAP son la base de este análisis a nivel estatal para el caso de Guanajuato, en un contexto político y territorial, para que a través de un estudio económico sea posible mostrar de forma comparativa distintos cambios sufridos a lo largo del tiempo y su impacto del cobro del DAP en las viviendas, comercios o industrias. Los resultados exponen diversas situaciones que se presentan en los costos que van relacionados de manera directa con los porcentajes y costos determinados por los municipios; así como, la manera de la aplicación de los costos y las tarifas determinadas por la CFE
Este trabajo presenta el diseño e implementación de una fuente de corriente y de voltaje para la validación de la protección de corriente direccional en relevadores de protección de sistemas eléctricos de potencia. Las fuentes se desarrollan con sistemas de electrónica de potencia basado en transistores de Nitruro de Galio, utilizando la topología de puente completo y medio puente para la fuente de voltaje y de corriente respectivamente. Mediante el uso de la fuente desarrollada se valida la operación de protección de corriente direccional en el relevador SEL-451
A simplest Padé approximant-based measurement algorithm is proposed for the phasor estimation of electrical signals. Initially, the samples are transformed to the z-domain, and the Padé approximant is obtained. The Padé representation adopts the structure of a single frequency oscillator, where the amplitude, frequency, and phase are explicitly expressed in terms of the samples. The proposed algorithm is tested and compared with other similar approaches using the IEEE C37.118 standard, demonstrating its competitiveness and compliance with all tests. The algorithm is implemented on an IoT board equipped with voltage and current sensors to estimate phasor characteristics at low voltage levels in electrical networks. A web interface enables real-time visualization of the phasor characteristics, affirming the accuracy of the proposed method. The design of the measurement system and the C-code of the Padé method are fully available in a repository for reproduction by others.
La creciente demanda de eficiencia energética en edificios ha impulsado el desarrollo de técnicas avanzadas para optimizar el control de temperatura y reducir el consumo energético. En este artículo se presenta el diseño de un controlador de temperatura basado en planitud diferencial, aplicado a un edificio con el objetivo de hacer un uso eficiente de la energía. El modelo matemático del edificio se basa en la metodología Grey-Box y representa la dinámica del sistema mediante circuitos eléctricos. El modelo seleccionado presenta la propiedad de planitud diferencial, lo que permite simplificar el diseño del controlador. Se realiza una simulación computacional del controlador en dos casos de estudio, variando las condiciones iniciales del sistema, así como la temperatura exterior y las trayectorias de referencia, con el objetivo de validar el esquema de control propuesto
El concepto de electromovilidad, que implica el uso de técnicas de propulsión eléctrica en lugar de combustibles fósiles, es crucial para reducir la contaminación, mitigar el cambio climático y disminuir los riesgos a la salud. Este estudio presenta un esquema de control predictivo basado en modelo para optimizar la velocidad de motores síncronos de imanes permanentes, mejorando así la eficiencia operativa y aumentando la autonomía energética de los vehículos eléctricos. A través de simulaciones numéricas, se valida el seguimiento de dos perfiles diferentes de referencia de velocidad, empleando interpolaciones lineales y polinomios de Bézier para planificar el movimiento entre puntos de operación. Los resultados muestran que el esquema de control propuesto permite al sistema seguir las trayectorias de referencia establecidas, reduciendo los esfuerzos de control y contribuyendo significativamente a la sostenibilidad y eficiencia de los vehículos eléctricos. Este trabajo destaca el potencial del control predictivo como una herramienta eficiente en los sistemas de electromovilidad
En esta investigación se implementa un controlador lógico difuso en un sistema de fertirriego por goteo para un invernadero hidropónico de pimiento (Capsicum annuum L.), se compara el desempeño con el método tradicional de evapotranspiración. Durante dos periodos de 22 y 31 días, se evalúa la tasa de crecimiento del cultivo y el consumo hídrico. Los resultados muestran que el controlador difuso logra un ahorro hídrico del 69.72% para el primer periodo y 74.94% para el segundo periodo, sin comprometer el crecimiento del cultivo. Como resultado, el uso de algoritmos de control inteligente que se aplican en la agricultura puede mejorar la eficiencia hídrica
Durante décadas, el 80% del suministro energético mundial ha dependido del carbón, petróleo y gas natural. Sin embargo, el aumento en los costos de hidrocarburos ha promovido el uso de energías renovables, como la bioenergía. Un enfoque innovador para la producción de bioenergía es el uso de la mosca soldado negro (Hermetia illucens), cuyo frass (o residuo) puede mantener una relación Carbono/Nitrógeno favorable. Este estudio cuantificó el potencial de producción de metano del frass y el efecto de pre-tratar la dieta de las larvas con bacterias fermentadoras como Saccharomyces cerevisiae y Lactobacillus acidophilus. En los resultados obtenidos, el tratamiento de frass pre-tratado con S. cerevisiae y L. acidophilus mostró una producción de metano superior a los demás tratamientos, alcanzando una producción acumulada de 404.607 ± 32.512 mililitros de metano por gramo de sólido volátil de sustrato. Esto sugiere que este enfoque podría ser una estrategia eficaz para maximizar la generación de biogás
Ponentes Internacionales
Editores en Jefe
Dr. Iván Abel Hernández Robles
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dra. Xiomara González Ramírez
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Editores Asociados
Dr. Juan Manuel Ramírez Arredondo
Sistemas Eléctricos de Potencia
CINVESTAV del IPN - Unidad Guadalajara
Guadalajara, Jalisco, México
Dr. Juan Carlos Olivares Galván
Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Azcapotzalco
CDMX, México
Dr. Nestor Daniel Galán Hernández
Unidad Académica de Ingeniería en Energía
Universidad Politécnica de Sinaloa
Mazatlán, Sinaloa, México
Dr. Juan Segundo Ramírez
Facultad de Ingeniería
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
San Luis Potosí, SLP, México
Dr. Fredy Sanz Ramírez
Vicerrector de Investigación
Universidad Manuela Beltrán
Bogotá, Colombia
Consejo Editorial
Dr. Jesús Martínez Patiño
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dr. Alejandro Pizano Martínez
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dr. José Merced Lozano García
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dr. Rafael Guzmán Cabrera
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dr. Luis Ramón Merchán Villalba
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Dr. Víctor Javier Gutiérrez Martínez
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Guanajuato
Salamanca, Guanajuato, México
Coordinación Editorial
Dra. Xiomara González Ramírez
Coordinadora Editorial y Seguimiento
M.E.D. Juanita del Carmen Mendoza Ornelas
L.A.D. Lesli Yared Villegas Fonseca
Edición, Diseño y Cuidado de Edición
