Cogeneración con gas natural en una empresa de tratamientos térmicos

[ES]Diseño de una instalación de cogeneración basada en un motor de combustible gas natural para una empresa de tratamientos térmicos y superficiales. Para satisfacer las necesidades energéticas de la planta, la potencia eléctrica la suministrará un alternador conectado al motor y, a su vez, la entalpía de los humos de escape del motor se aprovechará para la producción de vapor de agua, necesario para la actividad industrial de la empresa. Por otro lado, el calor que es necesario disipar de dicho motor se recuperará para el calentamiento de agua de red, con la finalidad de limpiar la taladrina de las piezas tratadas.

Análisis del comportamiento de diferentes tecnologías de aerogeneradores ante ráfagas de viento y huecos de tensión

[ES]Ante el desarrollo que está experimentando la energía eólica en la actualidad, suponiendo un porcentaje cada vez más elevado de la totalidad de la potencia instalada, la adecuación de los requisitos técnicos que ha de cumplir esta tecnología para minimizar su impacto sobre la red eléctrica se ha convertido en una prioridad. Para aprovechar al máximo los beneficios medioambientales que presenta el aprovechamiento del viento como fuente de energía, se deben estudiar alternativas para mejorar su comportamiento ante ráfagas de viento y huecos de tensión. En este documento se incluye una breve explicación del funcionamiento de las tres diferentes tecnologías de aerogeneradores, así como los problemas que derivan de la aparición de huecos de tensión y el comportamiento que presentan ante variaciones en la velocidad de viento. Se comprueba, a su vez, el modo de operación y la eficacia de las posibles soluciones que existen en la actualidad para minimizar el impacto que los inconvenientes de la energía eólica tienen sobre la red y la calidad del suministro eléctrico mediante la realización de simulaciones.

Sistema de control de inversor de potencia monofásico por eliminación de armónicos

[ES]Este proyecto consiste en el diseño de un sistema de control integrado para inversores de potencia monofásicos haciendo uso del algoritmo de eliminación de armónicos. De este modo, permite generar una señal de salida con frecuencia controlada, ideal para la alimentación de motores eléctricos monofásicos. El objetivo del mismo es lograr la implementación de un algoritmo de rendimiento superior a las alternativas PWM para casos de frecuencia de salida elevada. El sistema incluye el software y hardware necesario para implementación completa, así como los documentos necesarios para su fabricación en serie.

Planta de generación de energía eléctrica de 5MWe mediante lodos de EDAR

[ES]Este proyecto pretende plantear una solución viable y que, por tanto, resulte económicamente rentable, para la gestión de los lodos de depuradora generados en una estación de tratamiento de aguas residuales. Así, este documento se centrará, por una parte, en realizar un acercamiento al mundo de la depuración de aguas residuales y en estudiar los distintos procesos y tratamientos que se llevan a cabo en una depuradora, y por otra, planteará la valorización energética de los lodos mediante su combustión en una planta de generación de energía eléctrica como la solución al problema de gestión que suponen, no sin antes haber valorado las distintas alternativas posibles en cuanto a la salida que se les podría dar a estos fangos. De esta forma, la base del proyecto, una vez se haya optado por la alternativa de la valorización energética como la opción a desarrollar, consistirá en plantear los principios y fundamentos necesarios para el diseño de la planta de generación de energía eléctrica mediante lodos de depuradora que se pretenderá instalar. Se realizará, por tanto, una descripción de la planta generadora de electricidad detallándose el proceso que se llevará a cabo en la misma. Asimismo, se realizará el dimensionamiento de los diferentes equipos que tomarán parte en dicho proceso. Para finalizar, se planteará el estudio económico y de rentabilidad del proyecto que constituirá la creación de una planta de generación eléctrica mediante lodos, con el fin de comprobar el grado de viabilidad del mismo, y se analizarán los posibles riesgos a los que puede exponerse un proyecto de este tipo.

Planta de generación de energía eléctrica mediante orujillo de 3 MWe

[ES]Se estudia el uso del orujillo de aceituna como combustible para generar electricidad con el beneficio de eliminar residuos. Para ello se explicará el proceso de obtención de este, sus características y sus posibles alternativas de valorización comparándolas entre ellas. Posteriormente tras elegir alternativa, se describirán los equipos necesarios para la planta y se realizarán los cálculos termodinámicos de este caso. Finalmente se realizará un presupuesto de la inversión, un análisis de las tareas y uno de los riesgos y por último el análisis de la rentabilidad de la central.

Generación de energía eléctrica por combustión de biomasa forestal mediante ciclo rankine. Central de 2MW

[ES]Este proyecto se centra en el estudio y diseño de una central de generación de energía eléctrica por medio de biomasa forestal. La motivación para la realización de este proyecto reside en la gran importancia que en los últimos años están tomando las energías renovables. El Calentamiento Global es un hecho que durante los últimos años ha llevado a la investigación y desarrollo de las energías alternativas, que frenan o contribuyen al ralentizamiento de este fenómeno. Por su parte la implantación de una planta como la que se estudia a continuación, no solo ayudaría a la reducción de emisiones netas de CO2 a la atmósfera, sino que también tendría numerosas ventajas como son la creación de empleo, la limpieza de bosques, lo que ayuda a la prevención de incendios y plagas, y proporcionaría una independencia energética. Los pasos que se van a seguir en el proyecto son los siguientes:  Explicar el alcance y los objetivos del proyecto. Desarrollar las posibles alternativas que existen para la valorización de la biomasa forestal, incluyendo un resumen de las ventajas y desventajas que cada una presenta. Informe detallado de la alternativa seleccionada, la combustión, que incluye la explicación del proceso en la planta desde que el residuo sale del bosque, hasta la obtención de la energía eléctrica. Análisis económico y rentabilidad de la planta. Realizar el cronograma del proyecto. Por último se realizará un análisis de los posibles riesgos.

Generación de energía eléctrica y térmica mediante cardo procedente de cultivo energético.

[ES]Este trabajo consiste en el análisis y dimensionamiento de una planta de biomasa que utiliza cardo procedente de cultivo energético para la generación de 3 MWe y la energía térmica suficiente para garantizar ACS (agua caliente sanitaria) y calefacción, mediante un sistema de district heating, a unos pocos miles de habitantes.

Compensación del factor de potencia en instalaciones eléctricas industriales de baja tensión.

[ES]En las últimas décadas, la optimización de las instalaciones eléctricas se ha convertido en una de las prioridades más importantes de las empresas. En este sentido, la corrección del factor de potencia supone un importante tema a analizar y resolver. Hoy en día, se dispone de muchos métodos de compensación, pero en la mayoría de los casos, la implementación de baterías de condensadores resulta la mejor opción. Por otra parte, dependiendo de la distribución elegida en la instalación de los condensadores, se consiguen ciertas ventajas y desventajas en cuanto a componentes reactivas en el sistema eléctrico y costes finales de la compensación se refiere. Además del desarrollo teórico, se dispondrá de simulaciones realizadas en herramientas de cálculo que ayudarán a la comprobación de estas ideas.

Gasificación de biomasa con astillas de madera.

[ES]Este proyecto tiene como objetivo generar energía eléctrica y térmica para un conjunto de viviendas aisladas, sin acceso a la red eléctrica, con una potencia requerida de 12KW. Se pretende plantear una solución que satisfaga las necesidades básicas de auto-abastecimiento de una forma económicamente rentable. Para comenzar, por un lado de cara al objetivo 20/20/20 se realizará un acercamiento a la utilización de las energías renovables como fuente de energía, disminuyendo así el impacto ambiental. Por otro lado, se plantearán diferentes alternativas para la generación de energía eléctrica y térmica, finalmente haciendo hincapié en el estudio de una planta de gasificación de biomasa mediante astillas de madera. De modo que, a lo largo de este documento se analizarán los principios y fundamentos necesarios para el diseño de una planta de generación eléctrica mediante gasificación de biomasa. Para ello se estudiarán los diferentes modelos de gasificadores existentes, el desarrollo del proceso de gasificación con sus respectivas etapas y la limpieza y adaptación del gas obtenido antes de introducirlo en el MACI. Se realizará una descripción de la planta junto al dimensionamiento tanto del almacenamiento de la materia prima como el de los equipos a instalar. Finalmente, para valorar si se trata de un proyecto viable. Se realizará el estudio económico analizando el presupuesto y análisis de rentabilidad. Asimismo, se plantearán los diferentes riesgos a los que puede exponerse una instalación como esta.

Gestión Energética. Estimación de necesidades de potencia eólica.

[ES]Este trabajo de fin de grado (TFG) pretende analizar la evolución de la demanda en el sistema eléctrico peninsular y la potencia disponible para decidir si, en el medio plazo, será necesario incorporar nueva potencia o prescindir de alguna de las centrales existentes. El estudio considerará tanto fuentes de energía renovables como no renovables, centrándose en la necesidad, o no, de incorporar nueva potencia eólica. El TFG considerará los siguientes aspectos: el contexto energético de la península española, el análisis de la situación actual y previsiones. Este TFG responde a la necesidad de realizar una buena gestión energética con el objetivo reducir las emisiones de CO2 mejorando el uso de la energía eólica y optimizando el mix energético.

Influencia del vehículo eléctrico en la red eléctrica, en función del comportamiento social.

[ES]En la actualidad, el modelo de transporte apenas ha avanzado en el intento de frenar el Cambio Climático o en el cuidado del medio ambiente. Además, el gran negocio que existe detrás del petróleo hace que este tipo de transporte sea poco sostenible. Es por eso que se está desarrollando, a nivel nacional e internacional, una solución a dicho problema que es el uso del vehiculó eléctrico (VE). La introducción masiva del VE permitirá el uso extensivo de fuentes de energía no contaminantes e intermitentes, como son las energías renovables. Sin embargo, los VEs están lejos de ser una tecnología probada. Existen aún muchos problemas en torno a él que deben ser resueltos, entre ellos se encuentra el desarrollo de las baterías, su modelo de negocio y coste o la influencia de la conexión del VE sobre la red eléctrica. Este último problema, estará muy influenciado por el comportamiento social del futuro conductor, lo cual es el eje central del proyecto.

Análisis de emplazamiento de una central undimotriz en la Costa Vasca.

[ES]El objetivo de este proyecto es intentar conseguir, mediante la energía que ofrece el mar, un sistema de energía eléctrica autónoma para un pueblo de la Costa Vasca. Para ello, es necesario un estudio que permita obtener el flujo de potencia y la dirección óptima donde situar la central undimotriz, así como el mejor sistema para su aprovechamiento.

Diseño de una tarjeta de drivers para un inversor de potencia.

[EN]The purpose of this project is to design a system which improves the e ciency of power inverters. The project is focused in the analysis of the di erent power semiconductors (based on silicon, silicon carbide and gallium nitride) and driver applications. This system can be implemented in di erent future versions of power inverters and in many kind of applications like electrical vehicles. Other than that, it can be also implemented on any machinery requiring an inverter obtaining more energy and reduce manufacturing costs.

Aerogenerador de eje vertical

Este proyecto nace de la necesidad de tener energía eléctrica en cada hogar, debido al aumento de nuevos aparatos eléctricos, del aumento del coste de la energía por parte de las compañías eléctricas y de la inminente desaparición de los materiales fósiles como el petróleo o el carbón para la generación de electricidad. Para ello se crea este proyecto, para que comunidades de vecinos o viviendas aisladas, tengan la posibilidad de autoabastecerse de energía eléctrica. A pesar de un primer desembolso de dinero para su implantación, tras su implantación se verá reducida la factura de la luz. Este proyecto se compone de dos grandes subgrupos, la parte mecánica y la parte eléctrica o electrónica. De estas dos, nos hemos centrado en la parte mecánica. Que se descompone en varios subconjuntos que son; la base del aerogenerador, la jaula completa y el posicionamiento o la parte superior del aerogenerador. Cada subconjunto se divide en mas subconjunto y finalmente en cada componente. Para ello se ha realizado un pequeño estudio aerodinámico de las zonas ideales de colocación del aerogenerador, altura mínima de colocación para una optima generación. Por otra parte, para la elección del numero de alabes del rotor se ha tomado en cuenta un estudio realizado en un túnel de viento realizado por Ben F. Blackwell, Robert E. Sheldahl y Louis V. Feliz. En la que se llega a la conclusión que mas alabes no aumenta la eficiencia del aerogenerador. Por lo que se optó por un aerogenerador de dos alabes. Puesto que la eficiencia era pequeña debido a que cuando el aire golpea en un rotor desnudo, disminuye la velocidad de giro de éste por que el aire golpea en sus partes cóncavas y convexas generando fuerzas en sentidos opuestos. Por lo que se desarrollo un estator para la canalización del flujo del aire a los alabes del rotor. Este estator es de aberturas regulables según el caudal de aire que se disponga, también funciona como mecanismo de seguridad en caso de velocidades muy grandes de viento, para evitar que el rotor se embale y genere daños dentro de este. Este mecanismo de posicionamiento de los alabes del estator se regulan mediante un PLC que tiene varios sensores por el aerogenerador para abrir o cerrar el estator cuando haga falta. Debido a que el estator es semiautomático, se han previsto una serie de medidas de prevención de riesgos para evitar daños físicos. También es necesario que se coloque una barandilla que limite el espacio del aerogenerador o por el contrario delimitar el acceso de las azoteas a personal autorizado. El posicionamiento de los alabes del estator se controlan desde la parte superior del aerogenerador, mediante un motor step, un reductor y un disco del cual salen vástagos con garfios en el extremo que se unen al alabe móvil. La fijación entre vástago y garfio se realiza mediante un pasador. El motor step es quien proporciona un torque pequeño que al pasar por el reductor aumenta hasta darnos el par necesario para mover el conjunto de los alabes del estator con rachas de viento hasta . El motor step va fijado mediante una brida metálica al soporte de reductor para evitar que se mueva. El reductor se fija a la pieza mediante la cual pivota el disco de posicionamiento. La pieza de pivote se le han realizado una serie de rebajes disminuir el peso, por lo que para su conformado se realizará mediante inyección de plástico al igual que el garfio y el disco de posicionamiento. El aerogenerador esta sujeto mediante seis pilares inferiores y un pilar central que se encarga de sustentar el rotor. Estos pilares reparten el peso del aerogenerador y a su vez sostienen la pletina exterior que esconde los elementos que hay debajo como; la multiplicadora, el alternador, el cardan y el PLC. La pletina tendrá una abertura por la que el operario tendrá acceso a sus partes. La pletina exterior estará formada por varias láminas de acero unidas por cordones de soldadura. La pletina estará sujeta mediante tornillería a los pilares. El montaje de los subconjuntos se realizarán en el sitio donde se vaya a colocar el aerogenerador a excepción del reductor que es posible su montaje en taller. Previamente se tendrán que colocar barras roscadas en el suelo de la azotea para la posterior colocación y amarre de los pilares. En ese instante se colocará la multiplicadora y el alternador. La jaula junto con los alabes se montará encima de los pilares y a su vez se colocará el rotor. Posteriormente se colocará la tapa y el mecanismo de posicionamiento de los alabes y la cúpula. Una vez fijado el rotor se colocará el cardan que unirá rotor y multiplicadora. Se colocará el acople entre alternador y la multiplicadora. Se finalizara con el cierre de la pletina. Se colocarán los aparatos electrónicos que harán que el aerogenerador se comporte como un aparato semiautomático. En un compartimento dentro del edificio se colocarán baterías que acumularán la energía generada. En este habitáculo se colocará un aparato donde se visualice la potencia que se esta generando así como la velocidad de rotación y la velocidad del viento. Junto a este aparato un pulsador de parada de emergencia. Alrededor del aerogenerador se colocarán señales que indiquen los peligros que se pueden dar así como, las precauciones a tener en cuenta. Las medidas vendrán escritas en un documento junto con los mantenimientos que se han de dar. En la puerta de acceso a la azotea y en la ventana de acceso a los interiores del aerogenerador habrá un resumen del documento anteriormente descrito.

Tratamiento de reducción de lodos de productos de la industria olivarera con cogeneración de ciclo combinado y generación de energía eléctrica a partir de biomasa en Puente Genil

En el presente trabajo se describe el diseño de una instalación orujera ubicada en la localidad Puente Genil (Córdoba). Es una planta para el tratamiento de 150.000 toneladas/año de orujo proveniente de las almazaras. La planta objeto de análisis está formada por un ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor, donde se aprovecha parte de los gases de escape de la turbina de gas para el secado del orujo. Este orujo será la materia prima para la extractora de aceite de orujo. Se genera simultáneamente energía eléctrica por medio de alternadores acoplados a ambas turbinas del ciclo combinado. Además, el orujillo obtenido de la secadora se utiliza como combustible en una caldera de biomasa para la producción de energía eléctrica.