Desenvolupament d'un node sensor sense fils autoalimentat. Mòdul piezo-magnètic

En aquest projecte es pretén implementar un dispositiu capaç de ser auto-suficient i no dependre de cap tipus de pila, bateria o fil elèctric que l’abasteixi d’energia elèctrica. El dispositiu recol·lectarà la energia magnètica generada per la corrent elèctrica a un fil i la transformarà en energia elèctrica, que serà emmagatzemada per el seu posterior ús. A demès, aquest projecte s’ha desenvolupat en col·laboració amb un segon projecte, dintre del qual s’implementarà una xarxa de sensors, mitjançant el protocol MIWI. Aquest projecte es divideix en tres grans blocs. El primer bloc del projecte serà una introducció teòrica de tots els coneixements relacionats amb el concepte d’energy harvesting i els mecanismes físic implicats. Al segon bloc podrem veure com s’han realitzat els càlculs, simulacions i posada en marxa, dels diferents elements que formaran el dispositiu recol·lector d’energia. Per últim en el tercer bloc veurem el prototip ja implementat. Es valoraran els resultats obtinguts, i es veuran els temps que necessitarà per alimentar al microcontrolador.

Energy Management for Stand-Alone Renewable Energy Systems (E-MAN-RES). Simulacions de sistemes.

L’objecte del present informe és la descripció dels treballs duts a terme en l’Activitat 2 del projecte E-MAN-RES: models de simulació i càlcul per optimització i anàlisi de sensibilitat de la gestió de la demanda, per part de la Universitat Politècnica de Catalunya.

Business Sphere, Vol. 20, no.1

Wind power is the fastest growing source of energy in the nation. New installations have expanded total U.S. generating capacity by 45 percent and injected over $9 billion in new investments into the economy in 2007. These new wind projects accounted for about 30 percent of the entire new power-producing capacity added nationally in 2007. According to our figures at the American Wind Energy Association, installed wind power capacity in the U.S. is now over 16,800 megawatts, and the future looks bright. With every wind turbine that goes up, America’s dependence on fossil fuels for power generation goes down. Wind energy represents a tremendous opportunity to use a non-polluting, inexhaustible source to meet our electric power needs.

Los retos del regulador en la consolidación del proceso de liberlización del sector eléctrico

La conexión entre energía e industrialización es un hecho universal y bien documentado desde hace más de dos siglos, cuando la máquina de vapor que permitió convertir la energía calorífica del carbón en energía mecánica supuso un gran avance histórico. En este sentido, el rasgo dominante de todo el siglo xx ha sido un intenso crecimiento de la demanda de energía, especialmente acusado en las décadas posteriores a la segunda guerra mundial, asociado al proceso de intenso crecimiento económico.

Evaluation of Fly Ash in Portland Cement Concrete Paving in Woodbury County, Iowa, HR-201, Construction Report, 1979

The earliest overall comprehensive work on the use of fly ash in concrete was reported by Davis and Associates of the University of California in 1937. Since that time there have been numerous applications of the use and varying proportions of fly ash in portland cement concrete mixes. Fly ash is a pozzolanic powdery by-product of the coal combustion process which is recovered from flue gases and is generally associated with electric power generating plants. Environmental regulations enacted in recent years have required that fly ash be removed from the flue gases to maintain clean air standards. This has resulted in an increased volume of high quality fly ash that is considered a waste product or a by-product that can be utilized in products such as portland cement concrete. There are several sources of the high quality fly ash located in Iowa currently producing a combined total of 281,000 tons of material annually. Due to recent cement shortages and the rapidly increasing highway construction costs, the Iowa Department of Transportation has become interested in utilizing fly ash in portland cement concrete paving mixes. A preliminary review of the Iowa Department of Transportation Materials Laboratory study indicates that a substitution of fly ash for portland cement, within limits, is ·not detrimental to the overall concrete quality. Also the use of fly ash in concrete would reduce the cement consumption as well as provide a potential cost savings in areas where high quality fly ash is available without excessive transportation costs. The previously expressed concerns have shown the need for a research project to develop our knowledge of fly ash replacement in the Iowa Department of Transportation portland cement concrete paving mixes.

Evaluation of Fly Ash in Portland Cement Concrete Paving in Woodbury County, Iowa, Final Report, HR-201, 1980

The earliest overall comprehensive work on the use of fly ash in concrete was reported by Davis and Associates of the University of California in 1937. Since that time, there have been numerous applications of the use and varying propertions of fly ash in portland cement concrete mixes. Fly ash is a pozzolanic powdery by-product of the coal combustion process which is recovered from flue gases and is, generally associated with electric power generating plants. Environmental regulations enacted in recent years have required that fly ash be removed from the flue gases to maintain clean air standards. This has resulted in an increased volume of high quality fly ash that is considered a waste product or a by-product that can be utilized in products such as portland cement concrete. There are several sources of the high quality fly ash located in Iowa currently producing a combined total of 281,000 tons of material annually.

Energy-based modelling and simulation of the interconnection of a back-to-back converter and a doubly-fed induction machine

This paper describes the port interconnection of two subsystems: a power electronics subsystem (a back-to-back AC/CA converter (B2B), coupled to a phase of the power grid), and an electromechanical subsystem (a doubly-fed induction machine (DFIM). The B2B is a variable structure system (VSS), due to presence of control-actuated switches: however, from a modelling simulation, as well as a control-design, point of view, it is sensible to consider modulated transformers (MTF in the bond graph language) instead of the pairs of complementary switches. The port-Hamiltonian models of both subsystems are presented and, using a power-preserving interconnection, the Hamiltonian description of the whole system is obtained; detailed bond graphs of all subsystems and the complete system are also provided. Using passivity-based controllers computed in the Hamiltonian formalism for both subsystems, the whole model is simulated; simulations are run to rest the correctness and efficiency of the Hamiltonian network modelling approach used in this work.

Energiataseen hallinta ja optimointi metsäteollisuusintegraatissa

Diplomityö on tehty UPM-Kymmene Oyj, Kaukaan tehtailla Lappeenrannassa. Integroidussa metsäteollisuudessa energiantuotanto koostuu yleensä sähkön- ja lämmöntuotannosta. Kaukaan tehtailla prosessien lämmöntarve saadaan katettua kokonaisuudessaan omalla tuotannolla, kun taas kulutetusta sähköstä ainoastaan puolet on tuotettu itse. Loput sähköntarpeesta joudutaan ostamaan ulkopuolelta. Tutkimuksen pääpaino on ollut selvittää, miten kustannukset ovat riippuvaisia energiantuotannosta erilaisissa käyttöolosuhteissa. Työn tuloksena on luotu tietokonepohjainen laskentamalli, jonka avulla Kaukaan tehtaiden energiantuotantoa voidaan ohjata taloudellisesti optimaalisimmalla tavalla kulloinkin vallitsevassa käyttötilanteessa. Lisäksi tutkimuksessa on analysoitu tehdasintegraatin lämmönkulutuksen seurannan mahdollisuuksia lämmönsiirtoverkon nykyisten mittausten perusteella. Työssä on kerrottu yleisesti metsäteollisuuden energiankulutuksesta Suomessa. Lisäksi on esitetty arvioita energiankulutuksen kehityksestä tulevaisuudessa sekä keinoja energiatehokkuuden parantamiseksi. Kaukaan tehtailla lämmönkulutuksen seurantaan käytettävät mittausmenetelmät ja -laitteet on esitelty virtausmittausten osalta sekä arvioitu nykyisten mittausten luotettavuutta ja riittävyyttä kokonaisvaltaisen lämpötaseen hallintaan. Kaukaan tehtaiden energiantuotantojärjestelmästä on luotu termodynaaminen malli, johon energiantuotannosta aiheutuneiden kustannusten laskenta perustuu. Energiantuotannon optimoinnilla pyritään määrittelemään tietyn tarkasteluhetken käyttötilanteessa taloudellisesti optimaalisin kattiloiden ajojärjestys. Tarkastelu on rajattu lämmöntuotannon lisäämisen osalta maakaasun käytön lisäämiseen ja höyryturbiinien ohitukseen. Sähkön ja maakaasun hinnan sekä ympäristön lämpötilan vaihtelujen vaikutusta optimaaliseen ajojärjestykseen on havainnollistettu esimerkkien avulla.

Sähköverkkoyhtiön dokumenttien hallinta

Työssä on tutkittu sähköverkkoyhtiön dokumenttien hallintaa, pääosin keskittymällä käytännön dokumentoinnin tilaan ja sen kehittämiseen. Tutkimus perustuu kirjallisuuteen ja haastatteluihin. Kirjallisuuden avulla on selvitetty työn aihepiirin teoriaa. Haastattelujen avulla on kartoitettu dokumentoinnin nykytilaa ja siihen liittyviä ongelmia sekä alalla yleisesti käytössä olevia toimintatapoja. Työssä on käyty läpi dokumenttien hallinnan perusperiaatteet, menetelmät ja dokumentoinnin rooli sähköverkkoyhtiössä. Erityisesti huomiota on kiinnitetty Helsingin Energian HelenVerkko liiketoiminnon dokumentointiin selvittämällä nykytilaa sekä eri yksiköiden vastuualueita ja toimintatapoja. Myös sähköverkkoyhtiön palveluntuottajien roolia on pohdittu dokumentoinnin kannalta. Nykytilanselvityksen perusteella on koottu dokumenttiluettelo, josta ilmenee mitä dokumentteja HelenVerkossa on käytössä. Työssä on esitelty yleisellä tasolla dokumenttienhallintajärjestelmiin liittyviä toiminnallisuuksia sekä kuvattu muutamia referenssiympäristöjä järjestelmien käytöstä. Työn tuloksena on kuvattu sähköverkkoyhtiölle suositeltava dokumenttien hallinnan toimintatapa sekä kuvattu projektisuunnitelman muodossa, miten kyseisessä esimerkkitapauksessa nykytilasta päästään tavoitetilaan. Dokumenttienhallintaprojektin tavoitteena on kehittää HelenVerkon dokumenttien hallintaa toimivammaksi ja käyttöönottaa dokumenttienhallintajärjestelmä.

Digitalización del sistema de control de nivel en calentadores y tanques de drenaje de una Central Nuclear

Contexto Una central nuclear, al igual que cualquier otro tipo de central generadora de energía eléctrica, mediante turbinas de vapor, está basada en un proceso termodinámico. El rendimiento de las mismas es función del salto entálpico del vapor, para mejorarlo las centrales están constituidas por un ciclo compound formado por turbina de alta presión y turbinas de baja presión, y un ciclo regenerativo consistente en calentar el agua de alimentación antes de su introducción a los generadores de vapor. Un ciclo regenerativo está basado en etapas de calentadores o cambiadores de calor para aprovechar al máximo la energía térmica del vapor, este proyecto está basado en la mejora y optimización del proceso de control de estos para contribuir a mejorar el rendimiento de la central. Objetivo Implementar un sistema de control que nos permita modernizar los clásicos sistemas basados en controles locales y comunicaciones analógicas. Mejorar el rendimiento del ciclo regenerativo de la central, aprovechando las mejoras tecnológicas que ofrece el mercado, tanto en el hardware como en el software de los sistemas de instrumentación y control. Optimizar el rendimiento de los lazos de control de cada uno de los elementos del ciclo regenerativo mediante estrategias de control. Procedimiento Desarrollo de un sistema de control actualizado considerando, como premisa principal, la fiabilidad del sistema, el análisis de fallos y la jerarquización del riesgo. Análisis y cálculo de los lazos de control considerando las premisas establecidas. Configuración de los lazos mediante estrategias de control que nos permitan optimizar y minimizar los efectos del fallo. Para ello se han utilizado parámetros y datos extraídos de la Central Nuclear de Ascó. Conclusiones Se ha modernizado y optimizado el sistema de control mejorando el rendimiento del ciclo regenerativo. Se ha conseguido un sistema más fiable, reduciendo el riesgo del fallo y disminuyendo los efectos de los mismos. El coste de un proyecto de estas características es inferior al de un sistema convencional y ofrece más posibilidades. Es un sistema abierto que permite utilizar e interconectar equipos de diferentes fabricantes, lo que favorece tanto el mantenimiento como las posibles ampliaciones futuras del sistema.

Evolución y reforma del sistema financiero de energía eléctrica

En el presente trabajo se hace, primero, un análisis de la evolución y situación actual del sistema financiero de la energía eléctrica en España, hasta la Ley 24/2013. Tras un estudio pormenorizado, a continuación, de una de las ideas que se consideró para mejorar sus ingresos -el establecimiento de una tasa sobre las energías renovables- se pasa revista, por último, a lo que en los últimos meses se ha hecho al respecto, tanto en cuanto al incremento de los ingresos como en lo relativo a la atenuación de sus costes.

Taxation of nuclear waste in Spain

Law 15/2012 established in Spain four new environmental taxes and extended the scope objective excise duties on mineral oils to tax the use of natural gas and coal as sources of electricity. One of the newly created taxes falls on all electric power producers, and has as tax base the turnover. The second one tax hydropower production, and the other two fall on the nuclear industry. So, there are two new taxes in Spain on the production of electricity from nuclear sources. The first one is a tax on nuclear waste production; the second one is a tax on the storage of nuclear waste. However, these are not the only levies in the Spanish tax system affecting nuclear waste. At the State level there are already several charges on nuclear waste. At the regional level, on the other hand, two Autonomous Communities were taxing nuclear waste. The creation of these new State taxes will finish with the regional taxes, but the State will be oblige to compensate these regions for losing revenues. The purpose of this work is to carry out a critical analysis of the Spanish system of taxation on nuclear waste.

Energiansiirtoketjun energiatehokkuus

Tämän työn tavoitteena oli tarkastella energiansiirtoketjun kokonaisenergiatehokkuutta, alkaen polttoaineesta ja päättyen sähköenergian loppukäyttäjään. Tarkasteltava energiansiirtoketju alkaa polttoaineen tuotannosta ja siirrosta. Tämän jälkeen tulee sähköenergian tuottaminen, siirtäminen, jakelu ja loppukäyttö. Sähköntuotannon osalta tarkasteltiin myös vesivoimaa ja tuulivoimaa, jolloin energiansiirtoketjusta jää polttoaineen tuotannon ja siirron häviöt pois. Työn pääpaino kohdistui sähköenergian tuotannon, siirron, jakelun ja loppukäytön energiatehokkuuksien tarkastelemiseen. Työssä selvitettiin myös tulevaisuuden näkymiä, miten hyötysuhteita saataisiin parannettua eri osa-alueilla uusilla tekniikoilla ja käyttötottumuksilla. Loppukäyttäjä saa polttoaineen energiasta hyödyksi noin neljänneksen. Suurimmat häviöt syntyvät sähköenergian tuotannossa, lukuun ottamatta vesivoimalaitoksia, joiden hyötysuhde on erittäin korkea.

El suministro de último recurso en los mercados energéticos liberalizados

Como en otros países europeos, la implementación en España de la figura del suministrador de último recurso en los sectores energéticos se encuentra en una fase inicial (en el gas, desde el 1 de julio de 2008) o aún en fase de definición (en la electricidad, a partir del 1 de julio de 2009). El diseño de este suministro de último recurso y de la correspondiente tarifa (TUR) constituye un reto complejo y de gran trascenden¬cia para unos sistemas que deben evolu-cionar desde mercados minoristas histó¬ricamente dominados por tarifas integra¬les a otros competitivos. Este artículo, además de describir lo que se está ha¬ciendo en Europa y en España, presenta algunas reflexiones generales sobre las principales cuestiones asociadas a la conciliación de la competencia y el suministro de último recurso

Analysis of outliers in electricity spot prices with exampleof New England and New Zealand markets

Electricity spot prices have always been a demanding data set for time series analysis, mostly because of the non-storability of electricity. This feature, making electric power unlike the other commodities, causes outstanding price spikes. Moreover, the last several years in financial world seem to show that ’spiky’ behaviour of time series is no longer an exception, but rather a regular phenomenon. The purpose of this paper is to seek patterns and relations within electricity price outliers and verify how they affect the overall statistics of the data. For the study techniques like classical Box-Jenkins approach, series DFT smoothing and GARCH models are used. The results obtained for two geographically different price series show that patterns in outliers’ occurrence are not straightforward. Additionally, there seems to be no rule that would predict the appearance of a spike from volatility, while the reverse effect is quite prominent. It is concluded that spikes cannot be predicted based only on the price series; probably some geographical and meteorological variables need to be included in modeling.