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Marco regulatorio para la incorporación de almacenamiento con baterías en centrales hidroeléctricas a lo de agua

Lopez Gonzalez, Andrea (Ingeniería EléctricaMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

El presente documento analiza el potencial del almacenamiento de energía en centrales Hidroeléctricas a filo de agua en Colombia, con el objetivo de brindar flexibilidad y seguridad en la operación. La metodología utilizada ...
Modelo de Micro-Red en Baja Tensión para Prosumers en Colombia

Cruz Mora, Juan Gabriel (ColombiaMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

El presente trabajo de grado se ocupa de la investigaci´on y propuesta de un modelo de micro-red para prosumers, en baja tensi´on, espec´ıficamente de tipo residencial en Colom bia, donde se analizan los aspectos t´ecnicos ...
Modelo para la gestión de energía de un sistema híbrido de generación conectado a la red

Rojas Melo, Nicolás Alejandro (Escuela Colombiana de ingeniería Julio GaravitoMaestría en ingeniería eléctricaBogotá. DCMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

A nivel mundial se encuentran lugares como caseríos o comunidades aisladas, en donde no es posible ubicar una instalación eléctrica, o bien sea que el acceso a la misma se encuentra bastante limitado y presenta muchas ...
Optimización de tiempos de atención de fallas en redes de distribución de energía eléctrica

Velasco Duarte, Edison (BogotáIngeniería Eléctrica, 2023)

En la actualidad, la sociedad exige cada vez más y mejores servicios. La energía eléctrica por ser uno de los principales insumos para el desarrollo económico está siempre en el foco de mejoramiento y de exigencia de todos ...
Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius

Torres Espinosa, Sebastian (Maestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

El trabajo de grado titulado: “Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius”, tiene como objetivo principal plantear una metodología de diseño para determinar la configuración óptima que consigue maximizar el ...
Planificación energética ISO 50001 en una granja piscícola continental

Narváez Cuenca, Javier Humberto (Escuela Colombiana de IngenieríaIngeniería EléctricaMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

Desarrollo de la planificación energética bajo la norma ISO 50001, en una granja piscícola continental en donde se cultiva la tilapia nilótica, en la que se caracterizó el perfil de la demanda de energía eléctrica, se ...
Propuesta de digitalización de una subestación eléctrica convencional existente en Colombia

Cabrera Cruz, Luis Fabio (IngenieríaBogotáMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

El concepto de una subestación digital incorpora una solución basada en la implementación del bus de estación y bus de procesos, acorde al estándar IEC 61850, lo cual plantea un reto en cómo debe ser implementada una ...
Rendimiento de una instalación fotovoltaica conectada a la red a más de 2500 msnm.

Quevedo Barrera, Julio César (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoMaestría en Ingeniería Eléctrica, 2020)

Las fuentes de energía renovable y especialmente la energía solar fotovoltaica, han comenzado a tener relevancia en los últimos años, gracias a sus ventajas con respecto a las fuentes de energía convencionales. Sin ...
Sistema de cogeneración para el proceso de deshidratación de la semilla de Sacha Inchi

Fonseca Valderrama, Juan Leonardo (Maestría en Ingeniería Eléctrica, 2022)

Para lograr un mayor aprovechamiento de la energía utilizada en un proceso productivo, como es la deshidratación de material orgánico, y específicamente del fruto de Sacha Inchi, se utiliza un sistema de generación de calor ...
Viabilidad de una Micro-red en la isla de San Andrés, Colombia

Duque Fernández, Eduardo (Ingeniería EléctricaBogotá D.C.Maestría en Ingeniería Eléctrica, 2021)

San Andrés isla, en Colombia, tiene un gran potencial en energías renovables no convencionales para ser implementado en su sistema eléctrico, el cual, hasta la fecha de la presente investigación, abastece su demanda de ...

Envíos recientes

Marco regulatorio para la incorporación de almacenamiento con baterías en centrales hidroeléctricas a lo de agua
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Lopez Gonzalez, Andrea | 2021

El presente documento analiza el potencial del almacenamiento de energía en centrales Hidroeléctricas a filo de agua en Colombia, con el objetivo de brindar flexibilidad y seguridad en la operación. La metodología utilizada inicia con el análisis de la tecnología de almacenamiento de energía más adecuada para incorporar en centrales hidroeléctricas a filo de agua. Posteriormente, se identifican las aplicaciones con baterías para el híbrido: central hidroeléctrica a filo de agua y sistema de almacenamiento de energía con baterías. Luego, se realiza el análisis comparado internacional para identificar las aplicaciones de almacenamiento con baterías, los mercados eléctricos asociados y mecanismos. También se revisa la regulación y proyectos en curso del híbrido en centrales nuevas de cinco países: Chile, Alemania, Francia, Estados Unidos (Interconexión Pensilvania, Nueva Jersey, Maryland) y Australia. El resultado del estudio arroja que la tecnología de almacenamiento más adecuada para incorporar en una planta hidroeléctrica a _lo de agua es el sistema de almacenamiento de Energía con baterías. Para el mercado Colombiano actual, el potencial del híbrido: sistema de almacenamiento de energía con baterías y planta hidroeléctrica a filo de agua se concentra en las plantas despachadas centralmente, particularmente para la aplicación regulación primaria de frecuencia, regulación secundaria de frecuencia, regulación de tensión; así como para microrredes. En el escenario de mercado futuro se proyectan otras aplicaciones como inercia, arranque en negro; bajo la condición de una ampliación del mercado de servicios complementarios. Adicionalmente, se planteó un marco regulatorio que sugiere la creación de una asociación de almacenamiento de energía que une a los interesados en el almacenamiento de energía para la formulación, financiamiento y promoción de proyectos híbridos en Colombia. También plantea la definición de los posibles híbridos de almacenamiento de energía con sus respectivas aplicaciones y mecanismos de mercado. Así mismo recomienda establecer los requisitos para otorgar licencias, tanto ambientales como técnicos, entre los aspectos más relevantes.

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Modelo de Micro-Red en Baja Tensión para Prosumers en Colombia
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Cruz Mora, Juan Gabriel | 2021

El presente trabajo de grado se ocupa de la investigaci´on y propuesta de un modelo de micro-red para prosumers, en baja tensi´on, espec´ıficamente de tipo residencial en Colom bia, donde se analizan los aspectos t´ecnicos y de mercado inherentes al objeto de estudio. Se expone la realidad del pa´ıs en esta tem´atica, el reciente marco regulatorio que permite a los usuarios la generaci´on y comercializaci´on de excedentes de energ´ıa a base de fuentes renovables no convencionales con el operador de red pero a un nivel m´ınimo y restrictivo, como tambi´en la problem´atica cada vez m´as amplia respecto a la continuaci´on del modelo centralizado del sistema el´ectrico y la necesidad de un transici´on hacia la adopci´on e inclusi´on de energ´ıas renovables no convencionales, en este caso desde baja tensi´on, transform´andose de esta manera la red tradicional en micro-red.

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Modelo para la gestión de energía de un sistema híbrido de generación conectado a la red
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Rojas Melo, Nicolás Alejandro | 2021

A nivel mundial se encuentran lugares como caseríos o comunidades aisladas, en donde no es posible ubicar una instalación eléctrica, o bien sea que el acceso a la misma se encuentra bastante limitado y presenta muchas interrupciones o problemas de calidad, tampoco llevar el tendido de una línea de transmisión o incluso realizar la construcción de una subestación, y una de las necesidades primordiales es la entrega del servicio de energía eléctrica con fiable y además, mediante una gestión previa de la misma para luego ser entregada a estos sitios; a consecuencia de esta problemática se ha visto la importancia de usar las distintas fuentes de energía renovable no convencionales (FNCER) funcionando conjuntamente, el cual recibe por nombre sistema híbrido (SH). Numerosos estudios indican que las condiciones meteorológicas en las zonas donde no se cuenta con el servicio eléctrico o también llamadas zonas no interconectadas (ZNI), son favorables y no presentan mayor variación con lo cual se puede prescindir de que dicho flujo sea constante en gran proporción. Este trabajo tiene principalmente dos finalidades: en primer lugar, incentivar el uso de las FNCER en el país y en regiones en donde se pueda aprovechar el potencial renovable; en segundo lugar, entender mejor la gestión de la generación de las fuentes que conforman el SH ya que no siempre se tendrá disponibilidad del recurso climático, en estos casos se vería necesario tomar energía de la red eléctrica. Para la consecución de los objetivos se empleó, en primer lugar, la deducción e implementación de dos per files de carga: residencial e industrial, los cuales se dispondrán a manera de carga resistiva del SH para poder considerar un factor de potencia unitario. En segundo lugar, se realizó una metodología basada principalmente en la aplicación, desarrollo y articulación de un modelo autorregresivo estacionario basado en la caracterización de los equipos previamente establecidos para representar el comportamiento de cada fuente de energía renovable, que para este caso se utilizaron paneles solares y una turbina eólica de eje vertical. Finalmente, en tercer lugar, con ayuda de un software se realizó el análisis financiero y económico del comportamiento del SH, mostrando variables que determinan el retorno de la inversión, ingresos y egresos del proyecto en concordancia con la ubicación geográfi ca del mismo. Los resultados obtenidos por un lado indican una aproximación bastante acertada de la energía generada, por fuente, a una hora específi ca del d a siguiente con el objetivo de realizar así la gestión del recurso energético en estado estacionario, es decir, que, si la generación se ve afectada por alguna razón, en el modelo no se verán reflejadas las variables que sufrieron dicha perturbación. Por otro lado, los resultados de viabilidad fi nanciera muestran el retorno de la inversión del proyecto a largo plazo por el tamaño y la capacidad instalada del mismo, debido a lo anterior se concluyó que con base a la potencia instalada del SH se puede acelerar el retorno de la inversión ya que no será necesario tomar energía de la red eléctrica.

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Optimización de tiempos de atención de fallas en redes de distribución de energía eléctrica
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Velasco Duarte, Edison | 2023

En la actualidad, la sociedad exige cada vez más y mejores servicios. La energía eléctrica por ser uno de los principales insumos para el desarrollo económico está siempre en el foco de mejoramiento y de exigencia de todos los usuarios y por ello sus atributos de calidad son regulados por el estado mismo. En este sentido, la continuidad es uno de los factores que más afecta la calidad de la prestación del servicio y su mejoramiento depende de la reducción de los tiempos de atención de las fallas que se presenten en la red; y este es un problema complejo por su naturaleza aleatoria tanto en tiempo como en tipología y ubicación, además de los recursos que se requieren para resolverlo. Este trabajo presenta una metodología segura y confiable de aprendizaje continuo que predice el comportamiento de la volumetría de las fallas durante el día, la ubicación de estas de acuerdo a su tipología y un esquema de medición de las habilidades de las cuadrillas para la asignación eficiente de fallas de tal manera que se asegure un menor tiempo de despeje y la seguridad del personal.

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Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius
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Torres Espinosa, Sebastian | 2021

El trabajo de grado titulado: “Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius”, tiene como objetivo principal plantear una metodología de diseño para determinar la configuración óptima que consigue maximizar el rendimiento aerodinámico de una turbina eólica de eje vertical tipo Savonius. Lo anterior, debido a que en la bibliografía especializada se identifican escasos diseños de este tipo de turbinas que contemplen la influencia conjunta de distintos parámetros geométricos en el rendimiento de la turbina, ni tampoco el uso de técnicas de optimización matemática evaluadas a gran escala. Para la consecución de este propósito, se definen en la investigación los siguientes tres procedimientos principales de la metodología de diseño: la parametrización de las simulaciones numéricas, el proceso de optimización y la estimación de la energía eléctrica suministrada por el conjunto turbina generador. Para la parametrización de las simulaciones numéricas se definen las variables que se tienen en cuenta para la solución de las ecuaciones que gobiernan el comportamiento del flujo de fluidos en la turbina, desde un enfoque numérico. Como resultado de esta etapa se consiguen generar distintos modelos de turbina eólica Savonius, dependientes de cuatro parámetros geométricos de entrada, al igual, se evalúa el rendimiento aerodinámico de estas turbinas de acuerdo con las soluciones numéricas obtenidas. Por otro lado, en el proceso de optimización se presentan las herramientas para la ejecución de simulaciones a gran escala, que permitan variar los parámetros geométricos de entrada basados en técnicas estadísticas. De esta manera, con los resultados alcanzados de las soluciones numéricas, se generan superficies de respuesta continuas en las que se emplean técnicas de optimización, que tengan como objetivo encontrar la configuración apropiada de la turbina que maximice el rendimiento aerodinámico. Finalmente, en el procedimiento de la estimación de la energía eléctrica suministrada se exponen los modelos matemáticos que consiguen, a partir de una serie temporal de datos meteorológicos, estimar la energía eléctrica suministrada por el conjunto compuesto por la turbina eólica Savonius de configuración óptima y el generador eléctrico acoplado a ella. En la investigación, se evalúa e ilustra esta metodología de diseño con el fin de encontrar la turbina eólica Savonius de configuración óptima y establecer la energía eléctrica que esta podría suministrar dadas las condiciones meteorológicas de la ciudad de Bogotá D.C. Así mismo, se introduce un caso de estudio especial relacionado con las condiciones del municipio de Uribia, en el departamento de la Guajira. La metodología de diseño planteada en este documento junto con sus resultados proporciona herramientas de especial interés para que investigadores y diseñadores evalúen múltiples turbinas eólicas Savonius de acuerdo con técnicas estadística, reduciendo así los costos y los tiempos de experimentación. Sumado a esto, el proceso de optimización propuesto introduce en este tipo de estudios la implementación de la metodología de la superficie de respuesta, la cual permite encontrar la configuración con la que la turbina eólica Savonius consigue maximizar su rendimiento aerodinámico, sin tener que evaluar experimental o numéricamente todas las opciones posibles.

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Planificación energética ISO 50001 en una granja piscícola continental
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Narváez Cuenca, Javier Humberto | 2021

Desarrollo de la planificación energética bajo la norma ISO 50001, en una granja piscícola continental en donde se cultiva la tilapia nilótica, en la que se caracterizó el perfil de la demanda de energía eléctrica, se evaluó el desempeño de los aireadores tipo splash existentes y se evaluó el potencial fotovoltaico.

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Propuesta de digitalización de una subestación eléctrica convencional existente en Colombia
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Cabrera Cruz, Luis Fabio | 2021

El concepto de una subestación digital incorpora una solución basada en la implementación del bus de estación y bus de procesos, acorde al estándar IEC 61850, lo cual plantea un reto en cómo debe ser implementada una solución de este tipo, dado que reemplaza los conexionados eléctricos que se hacían con grandes tendidos de cables de cobre por el uso de fibra óptica y redes Ethernet, implicando evidentemente un cambio de filosofía en cómo se lleva a cabo la automatización y modernización de subestaciones eléctricas y la operación de los esquemas de protecciones eléctricas para conservar la seguridad y confiabilidad de los sistemas de potencia. Por tanto, este trabajo desarrolla una propuesta de digitalización de una subestación eléctrica convencional existente tipo AIS 230kV en configuración doble barra en Colombia y determina las principales características y los aspectos tanto normativos como técnicos más importantes que deben tenerse en cuenta para el diseño de este tipo de soluciones en Colombia, además de establecer el impacto a las protecciones eléctricas, a la disponibilidad y confiabilidad de todo el sistema; de igual forma, se contribuye al uso de herramientas de simulación de redes de comunicaciones como lo es OMNET++, orientadas al análisis de sistemas de potencia en el entorno académico, que permite dar un acercamiento desde el punto de vista de la interacción de los sistemas de protecciones eléctricas con los sistemas de comunicaciones. Se investigaron sobre los aspectos técnicos, se identificaron los diferentes productos y soluciones que existen en el mercado actual para la digitalización de una subestación eléctrica y con ello se propuso y desarrolló una solución de digitalización, sobre la cual se evaluó el desempeño de las protecciones eléctricas mediante el uso de un software de simulación de sistemas de potencia mediante DIgSILENT para el análisis desde el punto de vista eléctrico y mediante el software de comunicaciones OMNET++ para el análisis desde el punto de vista de la red de comunicaciones. El impacto sobre la disponibilidad y confiabilidad del sistema se determinó mediante la comparación de los índices de disponibilidad sobre los dispositivos de medida, control y protección de la subestación convencional existente y la subestación digitalizada propuesta.

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Rendimiento de una instalación fotovoltaica conectada a la red a más de 2500 msnm.
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Quevedo Barrera, Julio César | 2020

Las fuentes de energía renovable y especialmente la energía solar fotovoltaica, han comenzado a tener relevancia en los últimos años, gracias a sus ventajas con respecto a las fuentes de energía convencionales. Sin embargo, dado que en Colombia hasta hace muy poco se ha venido implementando sistemas fotovoltaicas, cuenta con un número reducido de trabajos de investigación concernientes a la producción de energía a partir de sistemas fotovoltaicos. De la misma manera, existen pocos estudios que describen el funcionamiento y rendimiento de plantas fotovoltaicas a una altura mayor de 2500 msnm. Por esto, en este trabajo se presenta una metodología para evaluar el rendimiento de una instalación fotovoltaica conectada a la red, bajo las condiciones geográficas y climáticas de Bogotá, que se encuentra a aproximadamente 2600 msnm y a una latitud de 4,6° norte. En el estudio, se lleva a cabo un análisis del impacto que tienen las variables climáticas sobre la producción de energía eléctrica del sistema. Además, se comparan los índices de comportamiento característicos de sistemas fotovoltaicos con los encontrados en otras zonas geográficas. Así mismo, con el fin de evaluar el rendimiento de la instalación con más detalle, se proponen modelos que permiten determinar la función de variación de la temperatura de los módulos, la potencia del sistema y la eficiencia para cualquier instante, a partir de las condiciones climáticas de la instalación. El análisis de los resultados permite concluir que el índice de rendimiento final del sistema fotovoltaico, ubicado en Bogotá, es mayor que el comparado con sistemas localizados en Singapur, Francia, Corea del Sur, Irlanda, Polonia y Alemania. En consecuencia, se puede afirmar que Bogotá cuenta con un recurso solar importante y apto para la instalación de plantas solares fotovoltaicas, gracias a sus condiciones climáticas y geográficas.

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Sistema de cogeneración para el proceso de deshidratación de la semilla de Sacha Inchi
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Fonseca Valderrama, Juan Leonardo | 2022

Para lograr un mayor aprovechamiento de la energía utilizada en un proceso productivo, como es la deshidratación de material orgánico, y específicamente del fruto de Sacha Inchi, se utiliza un sistema de generación de calor y potencia combinado (CHP, por sus siglas en inglés Combined heat and power) o también llamado cogeneración de energía, el cual busca aprovechar la energía térmica y eléctrica a partir de una fuente primaria de energía. En el presente documento, se plantea la sustitución de un invernadero solar, utilizado para el secado de frutos de Sacha Inchi en la institución educativa municipal Instituto Técnico Agricola Salesiano Valsálice, de la ciudad de Fusagasugá, por un sistema CHP, que integra un horno de deshidratación, un motor de combustión tipo diésel, y un generador eléctrico, para proporcionar unas mejores condiciones de deshidratación del fruto, lograr un mejor uso de la energía. Como parte del análisis del sistema diseñado, se calcula el ahorro de energía primaria, el cual es un factor importante para determinar la idoneidad de la aplicación del sistema CHP, que conforme a la directiva 2012/27/EU de la unión europea \cite{EED2012} es considerado como de alta eficiencia, con una relación de ahorro de energía del 28,78\%, al compararse con una producción de energía eléctrica y térmica independiente de referencia.

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Viabilidad de una Micro-red en la isla de San Andrés, Colombia
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Duque Fernández, Eduardo | 2021

San Andrés isla, en Colombia, tiene un gran potencial en energías renovables no convencionales para ser implementado en su sistema eléctrico, el cual, hasta la fecha de la presente investigación, abastece su demanda de energía eléctrica con combustibles fósiles. El presente documento evaluó la viabilidad de implementar una micro-red en la isla, incorporando paneles solares fotovoltaicos y turbinas eólicas onshore al sistema eléctrico existente, tomando como datos de entrada los consumos de los habitantes para el año 2019 reportado al IPSE.

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Listar DB - Trabajos de Grado Maestría en Ingeniería Eléctrica por título

Marco regulatorio para la incorporación de almacenamiento con baterías en centrales hidroeléctricas a lo de agua

Modelo de Micro-Red en Baja Tensión para Prosumers en Colombia

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Rendimiento de una instalación fotovoltaica conectada a la red a más de 2500 msnm.

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Rendimiento de una instalación fotovoltaica conectada a la red a más de 2500 msnm.

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Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius

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Optimización del diseño de la turbina eólica Savonius

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