A swarm intelligence approach based on coupled oscillators: an application in demand side management with photovoltaic distributed generation

Esta Tesis aborda los problemas de eficiencia de las redes el��ctrica desde el punto de vista del consumo. En particular, dicha eficiencia es mejorada mediante el suavizado de la curva de consumo agregado. Este objetivo de suavizado de consumo implica dos grandes mejoras en el uso de las redes el��ctricas: i) a corto plazo, un mejor uso de la infraestructura existente y ii) a largo plazo, la reducci��n de la infraestructura necesaria para suplir las mismas necesidades energ��ticas. Adem��s, esta Tesis se enfrenta a un nuevo paradigma energ��tico, donde la presencia de generaci��n distribuida est�� muy extendida en las redes el��ctricas, en particular, la generaci��n fotovoltaica (FV). Este tipo de fuente energ��tica afecta al funcionamiento de la red, incrementando su variabilidad. Esto implica que altas tasas de penetraci��n de electricidad de origen fotovoltaico es perjudicial para la estabilidad de la red el��ctrica. Esta Tesis trata de suavizar la curva de consumo agregado considerando esta fuente energ��tica. Por lo tanto, no s��lo se mejora la eficiencia de la red el��ctrica, sino que tambi��n puede ser aumentada la penetraci��n de electricidad de origen fotovoltaico en la red. Esta propuesta conlleva grandes beneficios en los campos econ��micos, social y ambiental. Las acciones que influyen en el modo en que los consumidores hacen uso de la electricidad con el objetivo producir un ahorro energ��tico o un aumento de eficiencia son llamadas Gesti��n de la Demanda El��ctrica (GDE). Esta Tesis propone dos algoritmos de GDE diferentes para cumplir con el objetivo de suavizado de la curva de consumo agregado. La diferencia entre ambos algoritmos de GDE reside en el marco en el cual estos tienen lugar: el marco local y el marco de red. Dependiendo de este marco de GDE, el objetivo energ��tico y la forma en la que se alcanza este objetivo son diferentes. En el marco local, el algoritmo de GDE s��lo usa informaci��n local. Este no tiene en cuenta a otros consumidores o a la curva de consumo agregado de la red el��ctrica. Aunque esta afirmaci��n pueda diferir de la definici��n general de GDE, esta vuelve a tomar sentido en instalaciones locales equipadas con Recursos Energ��ticos Distribuidos (REDs). En este caso, la GDE est�� enfocada en la maximizaci��n del uso de la energ��a local, reduci��ndose la dependencia con la red. El algoritmo de GDE propuesto mejora significativamente el auto-consumo del generador FV local. Experimentos simulados y reales muestran que el auto-consumo es una importante estrategia de gesti��n energ��tica, reduciendo el transporte de electricidad y alentando al usuario a controlar su comportamiento energ��tico. Sin embargo, a pesar de todas las ventajas del aumento de auto-consumo, ��stas no contribuyen al suavizado del consumo agregado. Se han estudiado los efectos de las instalaciones locales en la red el��ctrica cuando el algoritmo de GDE est�� enfocado en el aumento del auto-consumo. Este enfoque puede tener efectos no deseados, incrementando la variabilidad en el consumo agregado en vez de reducirlo. Este efecto se produce porque el algoritmo de GDE s��lo considera variables locales en el marco local. Los resultados sugieren que se requiere una coordinaci��n entre las instalaciones. A trav��s de esta coordinaci��n, el consumo debe ser modificado teniendo en cuenta otros elementos de la red y buscando el suavizado del consumo agregado. En el marco de la red, el algoritmo de GDE tiene en cuenta tanto informaci��n local como de la red el��ctrica. En esta Tesis se ha desarrollado un algoritmo autoorganizado para controlar el consumo de la red el��ctrica de manera distribuida. El objetivo de este algoritmo es el suavizado del consumo agregado, como en las implementaciones cl��sicas de GDE. El enfoque distribuido significa que la GDE se realiza desde el lado de los consumidores sin seguir ��rdenes directas emitidas por una entidad central. Por lo tanto, esta Tesis propone una estructura de gesti��n paralela en lugar de una jer��rquica como en las redes el��ctricas cl��sicas. Esto implica que se requiere un mecanismo de coordinaci��n entre instalaciones. Esta Tesis pretende minimizar la cantidad de informaci��n necesaria para esta coordinaci��n. Para lograr este objetivo, se han utilizado dos t��cnicas de coordinaci��n colectiva: osciladores acoplados e inteligencia de enjambre. La combinaci��n de estas t��cnicas para llevar a cabo la coordinaci��n de un sistema con las caracter��sticas de la red el��ctrica es en s�� mismo un enfoque novedoso. Por lo tanto, este objetivo de coordinaci��n no es s��lo una contribuci��n en el campo de la gesti��n energ��tica, sino tambi��n en el campo de los sistemas colectivos. Los resultados muestran que el algoritmo de GDE propuesto reduce la diferencia entre m��ximos y m��nimos de la red el��ctrica en proporci��n a la cantidad de energ��a controlada por el algoritmo. Por lo tanto, conforme mayor es la cantidad de energ��a controlada por el algoritmo, mayor es la mejora de eficiencia en la red el��ctrica. Adem��s de las ventajas resultantes del suavizado del consumo agregado, otras ventajas surgen de la soluci��n distribuida seguida en esta Tesis. Estas ventajas se resumen en las siguientes caracter��sticas del algoritmo de GDE propuesto: ��� Robustez: en un sistema centralizado, un fallo o rotura del nodo central provoca un mal funcionamiento de todo el sistema. La gesti��n de una red desde un punto de vista distribuido implica que no existe un nodo de control central. Un fallo en cualquier instalaci��n no afecta el funcionamiento global de la red. ��� Privacidad de datos: el uso de una topolog��a distribuida causa de que no hay un nodo central con informaci��n sensible de todos los consumidores. Esta Tesis va m��s all�� y el algoritmo propuesto de GDE no utiliza informaci��n espec��fica acerca de los comportamientos de los consumidores, siendo la coordinaci��n entre las instalaciones completamente an��nimos. ��� Escalabilidad: el algoritmo propuesto de GDE opera con cualquier n��mero de instalaciones. Esto implica que se permite la incorporaci��n de nuevas instalaciones sin afectar a su funcionamiento. ��� Bajo coste: el algoritmo de GDE propuesto se adapta a las redes actuales sin requisitos topol��gicos. Adem��s, todas las instalaciones calculan su propia gesti��n con un bajo requerimiento computacional. Por lo tanto, no se requiere un nodo central con un alto poder de c��mputo. ��� R��pido despliegue: las caracter��sticas de escalabilidad y bajo coste de los algoritmos de GDE propuestos permiten una implementaci��n r��pida. No se requiere una planificaci��n compleja para el despliegue de este sistema. ABSTRACT This Thesis addresses the efficiency problems of the electrical grids from the consumption point of view. In particular, such efficiency is improved by means of the aggregated consumption smoothing. This objective of consumption smoothing entails two major improvements in the use of electrical grids: i) in the short term, a better use of the existing infrastructure and ii) in long term, the reduction of the required infrastructure to supply the same energy needs. In addition, this Thesis faces a new energy paradigm, where the presence of distributed generation is widespread over the electrical grids, in particular, the Photovoltaic (PV) generation. This kind of energy source affects to the operation of the grid by increasing its variability. This implies that a high penetration rate of photovoltaic electricity is pernicious for the electrical grid stability. This Thesis seeks to smooth the aggregated consumption considering this energy source. Therefore, not only the efficiency of the electrical grid is improved, but also the penetration of photovoltaic electricity into the grid can be increased. This proposal brings great benefits in the economic, social and environmental fields. The actions that influence the way that consumers use electricity in order to achieve energy savings or higher efficiency in energy use are called Demand-Side Management (DSM). This Thesis proposes two different DSM algorithms to meet the aggregated consumption smoothing objective. The difference between both DSM algorithms lie in the framework in which they take place: the local framework and the grid framework. Depending on the DSM framework, the energy goal and the procedure to reach this goal are different. In the local framework, the DSM algorithm only uses local information. It does not take into account other consumers or the aggregated consumption of the electrical grid. Although this statement may differ from the general definition of DSM, it makes sense in local facilities equipped with Distributed Energy Resources (DERs). In this case, the DSM is focused on the maximization of the local energy use, reducing the grid dependence. The proposed DSM algorithm significantly improves the self-consumption of the local PV generator. Simulated and real experiments show that self-consumption serves as an important energy management strategy, reducing the electricity transport and encouraging the user to control his energy behavior. However, despite all the advantages of the self-consumption increase, they do not contribute to the smooth of the aggregated consumption. The effects of the local facilities on the electrical grid are studied when the DSM algorithm is focused on self-consumption maximization. This approach may have undesirable effects, increasing the variability in the aggregated consumption instead of reducing it. This effect occurs because the algorithm only considers local variables in the local framework. The results suggest that coordination between these facilities is required. Through this coordination, the consumption should be modified by taking into account other elements of the grid and seeking for an aggregated consumption smoothing. In the grid framework, the DSM algorithm takes into account both local and grid information. This Thesis develops a self-organized algorithm to manage the consumption of an electrical grid in a distributed way. The goal of this algorithm is the aggregated consumption smoothing, as the classical DSM implementations. The distributed approach means that the DSM is performed from the consumers side without following direct commands issued by a central entity. Therefore, this Thesis proposes a parallel management structure rather than a hierarchical one as in the classical electrical grids. This implies that a coordination mechanism between facilities is required. This Thesis seeks for minimizing the amount of information necessary for this coordination. To achieve this objective, two collective coordination techniques have been used: coupled oscillators and swarm intelligence. The combination of these techniques to perform the coordination of a system with the characteristics of the electric grid is itself a novel approach. Therefore, this coordination objective is not only a contribution in the energy management field, but in the collective systems too. Results show that the proposed DSM algorithm reduces the difference between the maximums and minimums of the electrical grid proportionally to the amount of energy controlled by the system. Thus, the greater the amount of energy controlled by the algorithm, the greater the improvement of the efficiency of the electrical grid. In addition to the advantages resulting from the smoothing of the aggregated consumption, other advantages arise from the distributed approach followed in this Thesis. These advantages are summarized in the following features of the proposed DSM algorithm: ��� Robustness: in a centralized system, a failure or breakage of the central node causes a malfunction of the whole system. The management of a grid from a distributed point of view implies that there is not a central control node. A failure in any facility does not affect the overall operation of the grid. ��� Data privacy: the use of a distributed topology causes that there is not a central node with sensitive information of all consumers. This Thesis goes a step further and the proposed DSM algorithm does not use specific information about the consumer behaviors, being the coordination between facilities completely anonymous. ��� Scalability: the proposed DSM algorithm operates with any number of facilities. This implies that it allows the incorporation of new facilities without affecting its operation. ��� Low cost: the proposed DSM algorithm adapts to the current grids without any topological requirements. In addition, every facility calculates its own management with low computational requirements. Thus, a central computational node with a high computational power is not required. ��� Quick deployment: the scalability and low cost features of the proposed DSM algorithms allow a quick deployment. A complex schedule of the deployment of this system is not required.

Lidar uncertainty in complex terrain development of a bias correction methodology

El autor ha trabajado como parte del equipo de investigaci��n en mediciones de viento en el Centro Nacional de Energ��as Renovables (CENER), Espa��a, en cooperaci��n con la Universidad Polit��cnica de Madrid y la Universidad T��cnica de Dinamarca. El presente reporte recapitula el trabajo de investigaci��n realizado durante los ��ltimos 4.5 a��os en el estudio de las fuentes de error de los sistemas de medici��n remota de viento, basados en la tecnolog��a lidar, enfocado al error causado por los efectos del terreno complejo. Este trabajo corresponde a una tarea del paquete de trabajo dedicado al estudio de sistemas remotos de medici��n de viento, perteneciente al proyecto de intestigaci��n europeo del 7mo programa marco WAUDIT. Adicionalmente, los datos de viento reales han sido obtenidos durante las campa��as de medici��n en terreno llano y terreno complejo, pertenecientes al tambi��n proyecto de intestigaci��n europeo del 7mo programa marco SAFEWIND. El principal objetivo de este trabajo de investigaci��n es determinar los efectos del terreno complejo en el error de medici��n de la velocidad del viento obtenida con los sistemas de medici��n remota lidar. Con este conocimiento, es posible proponer una metodolog��a de correcci��n del error de las mediciones del lidar. Esta metodolog��a est�� basada en la estimaci��n de las variaciones del campo de viento no uniforme dentro del volumen de medici��n del lidar. Las variaciones promedio del campo de viento son predichas a partir de los resultados de las simulaciones computacionales de viento RANS, realizadas para el parque experimental de Alaiz. La metodolog��a de correcci��n es verificada con los resultados de las simulaciones RANS y validadas con las mediciones reales adquiridas en la campa��a de medici��n en terreno complejo. Al inicio de este reporte, el marco te��rico describiendo el principio de medici��n de la tecnolog��a lidar utilizada, es presentado con el fin de familiarizar al lector con los principales conceptos a utilizar a lo largo de este trabajo. Posteriormente, el estado del arte es presentado en donde se describe los avances realizados en el desarrollo de la la tecnolog��a lidar aplicados al sector de la energ��a e��lica. En la parte experimental de este trabajo de investigaci��n se ha estudiado los datos adquiridos durante las dos campa��as de medici��n realizadas. Estas campa��as has sido realizadas en terreno llano y complejo, con el fin de complementar los conocimiento adquiridos en casa una de ellas y poder comparar los efectos del terreno en las mediciones de viento realizadas con sistemas remotos lidar. La primer campa��a experimental se desarrollo en terreno llano, en el parque de ensayos de aerogeneradores H0vs0re, propiedad de DTU Wind Energy (anteriormente Ris0). La segunda campa��a experimental se llev�� a cabo en el parque de ensayos de aerogeneradores Alaiz, propiedad de CENER. Exactamente los mismos dos equipos lidar fueron utilizados en estas campa��as, haciendo de estos experimentos altamente relevantes en el contexto de evaluaci��n del recurso e��lico. Un equipo lidar est�� basado en tecnolog��a de onda continua, mientras que el otro est�� basado en tecnolog��a de onda pulsada. La velocidad del viento fue medida, adem��s de con los equipos lidar, con anem��metros de cazoletas, veletas y anem��metros verticales, instalados en m��stiles meteorol��gicos. Los sensores del m��stil meteorol��gico son considerados como las mediciones de referencia en el presente estudio. En primera instancia, se han analizado los promedios diez min��tales de las medidas de viento. El objetivo es identificar las principales fuentes de error en las mediciones de los equipos lidar causadas por diferentes condiciones atmosf��ricas y por el flujo no uniforme de viento causado por el terreno complejo. El error del lidar ha sido estudiado como funci��n de varias propiedades estad��sticas del viento, como lo son el ��ngulo vertical de inclinaci��n, la intensidad de turbulencia, la velocidad vertical, la estabilidad atmosf��rica y las caracter��sticas del terreno. El prop��sito es usar este conocimiento con el fin de definir criterios de filtrado de datos. Seguidamente, se propone una metodolog��a para corregir el error del lidar causado por el campo de viento no uniforme, producido por la presencia de terreno complejo. Esta metodolog��a est�� basada en el an��lisis matem��tico inicial sobre el proceso de c��lculo de la velocidad de viento por los equipos lidar de onda continua. La metodolog��a de correcci��n propuesta hace uso de las variaciones de viento calculadas a partir de las simulaciones RANS realizadas para el parque experimental de Alaiz. Una ventaja importante que presenta esta metodolog��a es que las propiedades el campo de viento real, presentes en las mediciones instant��neas del lidar de onda continua, puede dar paso a an��lisis adicionales como parte del trabajo a futuro. Dentro del marco del proyecto, el trabajo diario se realiz�� en las instalaciones de CENER, con supervisi��n cercana de la UPM, incluyendo una estancia de 1.5 meses en la universidad. Durante esta estancia, se defini�� el an��lisis matem��tico de las mediciones de viento realizadas por el equipo lidar de onda continua. Adicionalmente, los efectos del campo de viento no uniforme sobre el error de medici��n del lidar fueron anal��ticamente definidos, despu��s de asumir algunas simplificaciones. Adicionalmente, durante la etapa inicial de este proyecto se desarrollo una importante trabajo de cooperaci��n con DTU Wind Energy. Gracias a esto, el autor realiz�� una estancia de 1.5 meses en Dinamarca. Durante esta estancia, el autor realiz�� una visita a la campa��a de medici��n en terreno llano con el fin de aprender los aspectos b��sicos del dise��o de campa��as de medidas experimentales, el estudio del terreno y los alrededores y familiarizarse con la instrumentaci��n del m��stil meteorol��gico, el sistema de adquisici��n y almacenamiento de datos, as�� como de el estudio y reporte del an��lisis de mediciones. ABSTRACT The present report summarizes the research work performed during last 4.5 years of investigation on the sources of lidar bias due to complex terrain. This work corresponds to one task of the remote sensing work package, belonging to the FP7 WAUDIT project. Furthermore, the field data from the wind velocity measurement campaigns of the FP7 SafeWind project have been used in this report. The main objective of this research work is to determine the terrain effects on the lidar bias in the measured wind velocity. With this knowledge, it is possible to propose a lidar bias correction methodology. This methodology is based on an estimation of the wind field variations within the lidar scan volume. The wind field variations are calculated from RANS simulations performed from the Alaiz test site. The methodology is validated against real scale measurements recorded during an eight month measurement campaign at the Alaiz test site. Firstly, the mathematical framework of the lidar sensing principle is introduced and an overview of the state of the art is presented. The experimental part includes the study of two different, but complementary experiments. The first experiment was a measurement campaign performed in flat terrain, at DTU Wind Energy H0vs0re test site, while the second experiment was performed in complex terrain at CENER Alaiz test site. Exactly the same two lidar devices, based on continuous wave and pulsed wave systems, have been used in the two consecutive measurement campaigns, making this a relevant experiment in the context of wind resource assessment. The wind velocity was sensed by the lidars and standard cup anemometry and wind vanes (installed on a met mast). The met mast sensors are considered as the reference wind velocity measurements. The first analysis of the experimental data is dedicated to identify the main sources of lidar bias present in the 10 minute average values. The purpose is to identify the bias magnitude introduced by different atmospheric conditions and by the non-uniform wind flow resultant of the terrain irregularities. The lidar bias as function of several statistical properties of the wind flow like the tilt angle, turbulence intensity, vertical velocity, atmospheric stability and the terrain characteristics have been studied. The aim of this exercise is to use this knowledge in order to define useful lidar bias data filters. Then, a methodology to correct the lidar bias caused by non-uniform wind flow is proposed, based on the initial mathematical analysis of the lidar measurements. The proposed lidar bias correction methodology has been developed focusing on the the continuous wave lidar system. In a last step, the proposed lidar bias correction methodology is validated with the data of the complex terrain measurement campaign. The methodology makes use of the wind field variations obtained from the RANS analysis. The results are presented and discussed. The advantage of this methodology is that the wind field properties at the Alaiz test site can be studied with more detail, based on the instantaneous measurements of the CW lidar. Within the project framework, the daily basis work has been done at CENER, with close guidance and support from the UPM, including an exchange period of 1.5 months. During this exchange period, the mathematical analysis of the lidar sensing of the wind velocity was defined. Furthermore, the effects of non-uniform wind fields on the lidar bias were analytically defined, after making some assumptions for the sake of simplification. Moreover, there has been an important cooperation with DTU Wind Energy, where a secondment period of 1.5 months has been done as well. During the secondment period at DTU Wind Energy, an important introductory learning has taken place. The learned aspects include the design of an experimental measurement campaign in flat terrain, the site assessment study of obstacles and terrain conditions, the data acquisition and processing, as well as the study and reporting of the measurement analysis.

Fiabilidad de minimodulos de silicio

El objetivo de este Proyecto Final de Carrera es la realizaci��n de un ensayo de fiabilidad de componentes electr��nicos, m��s concretamente de Minim��dulos de Silicio, con el fin de estudiar su comportamiento a lo largo del tiempo de vida. Debido a la larga duraci��n de los Minim��dulos de Silicio , un ensayo de este tipo podr��a durar a��os, por lo que es necesario realizar un ensayo acelerado que acorte significativamente el tiempo del experimento, para ello, han de someterse a esfuerzos mayores que en condiciones normales de funcionamiento. A d��a de hoy, los Minim��dulos de silicio, que conocemos como placas solares fotovoltaicas, se usan en infinidad de dispositivos debido a las m��ltiples ventajas que conllevan. La principal ventaja es poder llevar electricidad a cualquier parte del planeta sin necesidad de tener que hacer unas elevadas inversiones. Esta electricidad proviene de una fuente de energ��a inagotable y nada contaminante, con lo que ayudamos a mantener el equilibrio del planeta. La mayor��a de las veces estas placas solares fotovoltaicas se usan en el exterior, soportando cambios de temperatura y de humedad elevados, de ah��, la importancia de realizar ensayos de fiabilidad, que muestren sus posibles causas de fallo, los efectos que producen estos fallos y los aspectos de dise��o, fabricaci��n y mantenimiento que puedan afectarles. Los Minim��dulos de silicio utilizados en este proyecto son el modelo MC-SP0.8-NF-GCS de la empresa fabricante Multicomp. Para realizar el Proyecto hubi��ramos necesitado una c��mara clim��tica que simulara unas condiciones ambientales determinadas, pero debido a la dificultad de iluminar el m��dulo dentro de la c��mara clim��tica hemos desarrollado un nuevo sistema de ensayos acelerados en temperatura. El nuevo sistema de ensayos acelerados consiste en: ���Colocar los m��dulos fotovoltaicos en el laboratorio con un foco de 500W que irradia lo equivalente al sol. ���Los tres m��dulos trabajar��n a tres temperaturas diferentes para simular condiciones ambientales distintas, concretamente a 60��C, 72��C y 84��C. ���Mediante un sistema autom��tico de medida dise��ado en LabVIEW, de manera simult��nea tomar�� medidas de tensi��n en las tres placas y estudiaremos el grado degradaci��n en cada placa. Se analizaran los resultados obtenido de cada una de las medidas y se realizar�� un estudio de fiabilidad y del proceso de degradaci��n sufrido por los Minim��dulos de silicio. Este PFC se puede dividir en las siguientes fases de trabajo siendo el ensayo la parte m��s larga en el tiempo: ���B��squeda de bibliograf��a documentaci��n y normas aplicables. ���Familiarizaci��n con los equipos y software, estudiando el manejo del software que viene con el Mult��metro Keithley 2601 y el programa LabVIEW. ���Desarrollo del hardware y sistemas necesarios para la realizaci��n del ensayo. ���Montaje del ensayo ���Realizaci��n del ensayo. ���An��lisis de resultados. ABSTRACT. The objective of this Final Project is conducting a test reliability of electronic components, more specifically Silicon minimodules, in order to study their behavior throughout the life span. Due to the long duration of Silicon minimodules a test like this could take years, so it is necessary to perform an accelerated significantly shorten the time of the experiment, testing for it, should be subjected to greater efforts than in normal operating. Today, the mini-modules, silicon is known as photovoltaic solar panels are used in a multitude of devices due to the many advantages they bring. The main advantage is to bring electricity to anywhere in the world without having to make high investments. This electricity comes from an inexhaustible source of energy and no pollution, thus helping to maintain the balance of the planet. Most of the time these solar photovoltaic panels are used on the outside, enduring changes in temperature and high humidity, hence, the importance of reliability testing, showing the possible causes of failure, the effects produced by these faults and aspects of design, manufacturing and maintenance that may affect them. The silicon mini-modules used in this project are the MC-SP0.8-NF-GCS model Multicomp manufacturing company. To realize the project we would have needed a climatic chamber to simulate specific environmental conditions, but due to the difficulty of illuminating the module in the climate chamber we have developed a new system of accelerated tests in temperature. The new system is accelerated tests: ���Place the PV modules in the laboratory with a focus on the equivalent 500W radiating sun. ���The three modules work at three different temperatures to simulate different environmental conditions, namely at 60 ��C, 72 ��C and 84 ��C. ���Automatic measurement system designed in LabVIEW, simultaneous voltage measurements taken at the three plates and study the degradation degree in each plate. The results obtained from each of the measurements and a feasibility study and degradation suffered by the silicon is performed minimodules were analyzed. This PFC can be divided into the following phases of the test work the longest part being overtime: ���Literature search and documentation standards. ���Familiarization with equipment and software, studying management software that comes with the Keithley 2601 multimeter and the LabVIEW program. ���Development of hardware and systems necessary for the conduct of the trial. ���Experiment setup ���Carrying out the experiment. ���Analysis of results.

Estudio de la fiabilidad de diodos LEDs rojos mediante ensayos acelerados

El objetivo de este Proyecto Final de Carrera es la realizaci��n de un ensayo de fiabilidad de componentes electr��nicos, m��s concretamente de diodos LED, con el fin de estudiar su comportamiento a lo largo del tiempo de vida. Debido a la larga duraci��n de los LEDs, un ensayo de este tipo podr��a durar a��os, por lo que es necesario realizar un ensayo acelerado que acorte significativamente el tiempo del experimento, para ello, han de someterse a esfuerzos mayores que en condiciones normales de funcionamiento. En la actualidad, los LEDs son usados en infinidad de aplicaciones, debido a sus m��ltiples ventajas respecto a otros sistemas de iluminaci��n o se��alizaci��n convencionales. En numerosos casos se utilizan en el exterior, soportando cambios de temperaturas y de humedad elevados, de ah��, la importancia de realizar ensayos de fiabilidad, que muestren sus posibles causas de fallo, los efectos que producen estos fallos y los aspectos de dise��o, fabricaci��n y mantenimiento que puedan afectarles. Como consecuencia del envejecimiento de los LEDs, pueden mostrar una reducci��n en el flujo luminoso y un empeoramiento de las propiedades crom��ticas. Los LEDs utilizados en este Proyecto son de AlInGaP, rojos, de alta luminosidad. Para acelerar el ensayo, se utilizar�� una c��mara clim��tica que simule unas condiciones ambientales determinadas, en concreto, 85�� C y 85% HR. Adem��s, se realiza una monitorizaci��n peri��dica, siendo necesaria la utilizaci��n de un sistema autom��tico de medida dise��ado en LabVIEW, el cual, de manera simult��nea realizar�� medidas y gestionar�� la inyecci��n de corriente a los LEDs mientras se encuentren en el interior de la c��mara clim��tica. Se fabrican dos placas con 4 tiras de LEDs para inyectar un nivel de corriente diferente en cada una y as�� poder comparar la degradaci��n en funci��n de este par��metro. Fuera de la c��mara clim��tica se van a medir las curvas caracter��sticas de tensi��ncorriente de cada LED a una temperatura ambiente constante, fijada por un m��dulo Peltier. Tambi��n se realizar��n medidas de potencia luminosa y de espectro de emisi��n. Se analizar��n los resultados obtenidos de cada una de las medidas y se realizar�� un estudio de fiabilidad y del proceso de degradaci��n sufrido por los LEDs. Este PFC se puede dividir en las siguientes fases de trabajo, siendo el ensayo la parte m��s larga en el tiempo: �� B��squeda de bibliograf��a, documentaci��n y normas aplicables. �� Familiarizaci��n con los equipos y software, estudiando el manejo y funcionamiento de la c��mara clim��tica temperatura-humedad y el software a aplicar (LabVIEW y software del espectr��metro). �� Desarrollo del hardware y sistemas necesarios para la realizaci��n del ensayo. �� Realizaci��n del ensayo. �� An��lisis de resultados. ABSTRACT. The objective of this end of degree project is conducting an essay reliability of electronic components, more concretely LEDs, in order to study their behavior throughout its lifespan. Due to the long duration of the LEDs, a essay of this type could last for years, so it is necessary to perform an accelerated essay which significantly shorten the time of the experiment, testing should be subjected to greater efforts than in normal operation. Today, LEDs are used in many applications due to its many advantages over other conventional lighting systems or signaling. In numerous cases are used on the outside, enduring high changes in temperature and humidity, hence the importance of reliability essays, showing the possible causes of failure, the effects produced by these failures and aspects of design, manufacturing and maintenance that may affect them. As a result of the ageing of the LEDs, they may show a reduction in light output and a worsening of the chromatic properties. The LEDs used in this project are AlInGaP, red and high brightness. To speed up the essay will be used a climatic chamber to simulate specific environmental conditions, specifically 85 �� C and 85 % RH. In addition, is pe rformed a periodic monitoring using an automatic measurement system designed in LabVIEW , which , simultaneously will performed measurements and will manage the injection current to the LEDs while are inside of the climatic chamber. 4 strips of LEDs are created to inject a different level of current in each, so can compare the degradation in terms of this parameter. Out of the climatic chamber are obtained the characteristic curves of voltage-current of each LED at a constant room temperature, set by a Peltier module. Also, measures light power and the emitted spectrum. The results of each of the measures and a reliability study and degradation suffered by the LEDs will be discussed. This PFC can be divided into the following steps, the essay being the longest part: ��� Search bibliography, documentation and standards. ��� Familiarization with equipment and software, studying the management and the operation of the temperature-humidity environmental chamber and applying software (LabVIEW applications and spectrometer software). ��� Development of hardware and systems necessary for the conduct of the essay. ��� Carrying out the essay. ��� Analysis of results.

Irradiation uniformity at the Laser MegaJoule facility in the context of the shock ignition scheme

The use of the Laser MegaJoule facility within the shock ignition scheme has been considered. In the first part of the study, one-dimensional hydrodynamic calculations were performed for an inertial confinement fusion capsule in the context of the shock ignition scheme providing the energy gain and an estimation of the increase of the peak power due to the reduction of the photon penetration expected during the high-intensity spike pulse. In the second part, we considered a Laser MegaJoule configuration consisting of 176 laser beams that have been grouped providing two different irradiation schemes. In this configuration the maximum available energy and power are 1.3 MJ and 440 TW. Optimization of the laser?capsule parameters that minimize the irradiation non-uniformity during the first few ns of the foot pulse has been performed. The calculations take into account the specific elliptical laser intensity profile provided at the Laser MegaJoule and the expected beam uncertainties. A significant improvement of the illumination uniformity provided by the polar direct drive technique has been demonstrated. Three-dimensional hydrodynamic calculations have been performed in order to analyse the magnitude of the azimuthal component of the irradiation that is neglected in twodimensional hydrodynamic simulations.

Determination of the influence of specific building regulations in smart buildings

The automation of domestic services began to be implemented in buildings since the late nineteenth century, and today we are used to terms like ���intelligent buildings���, ���digital home��� or ���domotic buildings���. These concepts tell us about constructions which integrate new technologies in order to improve comfort, optimize energy consumption or enhance the security of users. In conjunction, building regulations have been updated to suit the needs of society and to regulate these new facilities in such structures. However, we are not always sure about how far, from the quantitative or qualitative point of view, legislation should regulate certain aspects of the building activity. Consequently, content analysis is adopted in this research to determine the influence of building regulations in the implementation of new technologies in the construction process. This study includes the analysis of different European regulations, the collection and documentation of such guidelines that have been established and a study of the impact that all of these have had in the way we start thinking an architectural project. The achievements of the research could be explained in terms of the regulatory requirements that must be taken into account in order to achieve a successful implementation of a home automation system, and the key finding has been the confirmation of how the design of smart buildings may be promoted through specific regulatory requirements while other factors, such as the global economic situation, do not seem to affect directly the rate of penetration of home automation in construction.

An��lisis de registros de aceleraciones verticales en caja de grasa y correlaci��n con la infraestructura

El sector ferroviario ha experimentado en los ��ltimos a��os un empuje espectacular acaparando las mayores inversiones en construcci��n de nuevas l��neas de alta velocidad. Junto a esta inversi��n inicial no se debe perder de vista el coste de mantenimiento y gesti��n de las mismas y para ello es necesario avanzar en el conocimiento de los fen��menos de interacci��n de la v��a y el material m��vil. En los nuevos trazados ferroviarios, que hacen del ferrocarril un modo de transporte competitivo, se produce un notable aumento en la velocidad directamente relacionado con la disminuci��n de los tiempos de viaje, provocando por ello elevados esfuerzos din��micos, lo que exige una elevada calidad de v��a para evitar el r��pido deterioro de la infraestructura. Resulta primordial controlar y minimizar los costes de mantenimiento que vienen generados por las operaciones de conservaci��n de los par��metros de calidad y seguridad de la v��a f��rrea. Para reducir las cargas din��micas que act��an sobre la v��a deteriorando el estado de la misma, debido a este aumento progresivo de las velocidades, es necesario reducir la rigidez vertical de la v��a, pero igualmente este aumento de velocidades hace necesarias elevadas resistecias del emparrillado de v��a y mejoras en las plataformas, por lo que es necesario buscar este punto de equilibrio en la elasticidad de la v��a y sus componentes. Se analizan las aceleraciones verticales medidas en caja de grasa, identificando la rigidez vertical de la v��a a partir de las frecuencias de vibraci��n vertical de las masas no suspendidas, correlacion��ndola con la infraestructura. Estas aceleraciones verticales se desprenden de dos campa��as de medidas llevadas a cabo en la zona de estudio. En estas campa��as se colocaron varios aceler��metros en caja de grasa obteniendo un registro de aceleraciones verticales a partir de las cuales se ha obteniendo la variaci��n de la rigidez de v��a de unas zonas a otras. Se analiza la rigidez de la v��a correlacion��ndola con las distintas tipolog��as de v��a y viendo la variaci��n del valor de la rigidez a lo largo del trazado ferroviario. Estos cambios se manifiestan cuando se producen cambios en la infraestructura, de obras de tierra a obras de f��brica, ya sean viaductos o t��neles. El objeto principal de este trabajo es profundizar en estos cambios de rigidez vertical que se producen, analizando su origen y las causas que los provocan, modelizando el comportamiento de los mismos, para desarrollar metodolog��as de an��lisis en cuanto al dise��o de la infraestructura. Igualmente se analizan los elementos integrantes de la misma, ahondando en las caracter��sticas intr��nsecas de la rigidez vertical global y la rigidez de cada uno de los elementos constituyentes de la secci��n tipo ferroviaria, en cada una de las secciones caracter��sticas del tramo en estudio. Se determina en este trabajo si se produce y en qu�� medida, variaci��n longitudinal de la rigidez de v��a en el tramo estudiado, en cada una de las secciones caracter��sticas de obra de tierra y obra de f��brica seleccionadas analizando las tendencias de estos cambios y su homogeneidad a lo largo del trazado. Se establece as�� una nueva metodolog��a para la determinaci��n de la rigidez vertical de la v��a a partir de las mediciones de aceleraciones verticales en caja de grasa as�� como el desarrollo de una aplicaci��n en el entorno de Labview para el an��lisis de los registros obtenidos. During the last years the railway sector has experienced a spectacular growth, focusing investments in the construction of new high-speed lines. Apart from the first investment the cost of maintaining and managing them has to be considered and this requires more knowledge of the process of interaction between track and rolling stock vehicles. In the new high-speed lines, that make of the railway a competitive mode of transport, there is a significant increase in speed directly related to the shorten in travel time, and that produces high dynamic forces. So, this requires a high quality of the track to avoid quickly deterioration of infrastructure. It is essential to control and minimize maintenance costs generated by maintenance operations to keep the quality and safety parameters of the railway track. Due to this gradual increase of speed, and to reduce the dynamic loads acting on the railway track causing its deterioration, it is necessary to reduce the vertical stiffness of the track, but on the other hand this speed increase requires high resistance of the railway track and improvements of the railway platform, so we must find the balance between the elasticity of the track and its components. Vertical accelerations in axle box are measured and analyzed, identifying the vertical stiffness of the railway track obtained from the vertical vibration frequency of the unsprung masses, correlating with the infrastructure. These vertical accelerations are the result of two measurement campaigns carried out in the study area with the placement of several accelerometers located in the axle box. From these vertical accelerations the variation of the vertical stiffness from one area to another is obtained. The track stiffness is analysed relating with the different types of infrastructure and the change in the value of the stiffness along the railway line. These changes are revealed when changes in infrastructure occurs, for instance; earthworks to bridges or tunnels. The main purpose of this paper is to examine these vertical stiffness changes, analysing its origins and causes, modelling their behaviour, developing analytical methodologies for the design of infrastructure. In this thesis it is also reviewed the different elements of the superstructure, paying special attention to the vertical stiffness of each one. In this study is determined, if it happens and to what extent, the longitudinal variation in the stiffness of track along the railway line studied in every selected section; earthwork, bridges and tunnels. They are also analyzed trends of these changes and homogeneity along the path. This establishes a new method for determining the vertical stiffness of the railway track from the vertical accelerations measured on axle box as well as an application developed in LabView to analyze the recordings obtained.

Multiscale modeling of the plastic behaviour in single crystal tungsten: from atomistic to crystal plasticity simulations

En una planta de fusi��n, los materiales en contacto con el plasma as�� como los materiales de primera pared experimentan condiciones particularmente hostiles al estar expuestos a altos flujos de part��culas, neutrones y grandes cargas t��rmicas. Como consecuencia de estas diferentes y complejas condiciones de trabajo, el estudio, desarrollo y dise��o de estos materiales es uno de los m��s importantes retos que ha surgido en los ��ltimos a��os para la comunidad cient��fica en el campo de los materiales y la energ��a. Debido a su baja tasa de erosi��n, alta resistencia al sputtering, alta conductividad t��rmica, muy alto punto de fusi��n y baja retenci��n de tritio, el tungsteno (wolframio) es un importante candidato como material de primera pared y como posible material estructural avanzado en fusi��n por confinamiento magn��tico e inercial. Sin embargo, el tiempo de vida del tungsteno viene controlado por diversos factores como son su respuesta termo-mec��nica en la superficie, la posibilidad de fusi��n y el fallo por acumulaci��n de helio. Es por ello que el tiempo de vida limitado por la respuesta mec��nica del tungsteno (W), y en particular su fragilidad, sean dos importantes aspectos que tienes que ser investigados. El comportamiento pl��stico en materiales refractarios con estructura cristalina c��bica centrada en las caras (bcc) como el tungsteno est�� gobernado por las dislocaciones de tipo tornillo a escala at��mica y por conjuntos e interacciones de dislocaciones a escalas m��s grandes. El modelado de este complejo comportamiento requiere la aplicaci��n de m��todos capaces de resolver de forma rigurosa cada una de las escalas. El trabajo que se presenta en esta tesis propone un modelado multiescala que es capaz de dar respuestas ingenieriles a las solicitudes t��cnicas del tungsteno, y que a su vez est�� apoyado por la rigurosa f��sica subyacente a extensas simulaciones atom��sticas. En primer lugar, las propiedades est��ticas y din��micas de las dislocaciones de tipo tornillo en cinco potenciales interat��micos de tungsteno son comparadas, determinando cu��les de ellos garantizan una mayor fidelidad f��sica y eficiencia computacional. Las grandes tasas de deformaci��n asociadas a las t��cnicas de din��mica molecular hacen que las funciones de movilidad de las dislocaciones obtenidas no puedan ser utilizadas en los siguientes pasos del modelado multiescala. En este trabajo, proponemos dos m��todos alternativos para obtener las funciones de movilidad de las dislocaciones: un modelo Monte Cario cin��tico y expresiones anal��ticas. El conjunto de par��metros necesarios para formular el modelo de Monte Cario cin��tico y la ley de movilidad anal��tica son calculados atom��sticamente. Estos par��metros incluyen, pero no se limitan a: la determinaci��n de las entalpias y energ��as de formaci��n de las parejas de escalones que forman las dislocaciones, la parametrizaci��n de los efectos de no Schmid caracter��sticos en materiales bcc,etc. Conociendo la ley de movilidad de las dislocaciones en funci��n del esfuerzo aplicado y la temperatura, se introduce esta relaci��n como ecuaci��n de flujo dentro de un modelo de plasticidad cristalina. La predicci��n del modelo sobre la dependencia del l��mite de fluencia con la temperatura es validada experimentalmente con ensayos uniaxiales en tungsteno monocristalino. A continuaci��n, se calcula el l��mite de fluencia al aplicar ensayos uniaxiales de tensi��n para un conjunto de orientaciones cristalogr��ticas dentro del tri��ngulo est��ndar variando la tasa de deformaci��n y la temperatura de los ensayos. Finalmente, y con el objetivo de ser capaces de predecir una respuesta m��s d��ctil del tungsteno para una variedad de estados de carga, se realizan ensayos biaxiales de tensi��n sobre algunas de las orientaciones cristalogr��ficas ya estudiadas en funci��n de la temperatura.-------------------------------------------------------------------------ABSTRACT ----------------------------------------------------------Tungsten and tungsten alloys are being considered as leading candidates for structural and functional materials in future fusion energy devices. The most attractive properties of tungsten for the design of magnetic and inertial fusion energy reactors are its high melting point, high thermal conductivity, low sputtering yield and low longterm disposal radioactive footprint. However, tungsten also presents a very low fracture toughness, mostly associated with inter-granular failure and bulk plasticity, that limits its applications. As a result of these various and complex conditions of work, the study, development and design of these materials is one of the most important challenges that have emerged in recent years to the scientific community in the field of materials for energy applications. The plastic behavior of body-centered cubic (bcc) refractory metals like tungsten is governed by the kink-pair mediated thermally activated motion of h�� (\1 11)i screw dislocations on the atomistic scale and by ensembles and interactions of dislocations at larger scales. Modeling this complex behavior requires the application of methods capable of resolving rigorously each relevant scale. The work presented in this thesis proposes a multiscale model approach that gives engineering-level responses to the technical specifications required for the use of tungsten in fusion energy reactors, and it is also supported by the rigorous underlying physics of extensive atomistic simulations. First, the static and dynamic properties of screw dislocations in five interatomic potentials for tungsten are compared, determining which of these ensure greater physical fidelity and computational efficiency. The large strain rates associated with molecular dynamics techniques make the dislocation mobility functions obtained not suitable to be used in the next steps of the multiscale model. Therefore, it is necessary to employ mobility laws obtained from a different method. In this work, we suggest two alternative methods to get the dislocation mobility functions: a kinetic Monte Carlo model and analytical expressions. The set of parameters needed to formulate the kinetic Monte Carlo model and the analytical mobility law are calculated atomistically. These parameters include, but are not limited to: enthalpy and energy barriers of kink-pairs as a function of the stress, width of the kink-pairs, non-Schmid effects ( both twinning-antitwinning asymmetry and non-glide stresses), etc. The function relating dislocation velocity with applied stress and temperature is used as the main source of constitutive information into a dislocation-based crystal plasticity framework. We validate the dependence of the yield strength with the temperature predicted by the model against existing experimental data of tensile tests in singlecrystal tungsten, with excellent agreement between the simulations and the measured data. We then extend the model to a number of crystallographic orientations uniformly distributed in the standard triangle and study the effects of temperature and strain rate. Finally, we perform biaxial tensile tests and provide the yield surface as a function of the temperature for some of the crystallographic orientations explored in the uniaxial tensile tests.

Vehicle to vehicle energy exchange in smart grid applications

This paper presents a novel vehicle to vehicle energy exchange market (V2VEE) between electric vehicles (EVs) for decreasing the energy cost to be paid by some users whose EVs must be recharged during the day to fulfil their daily scheduled trips and also reducing the impact of charging on the electric grid. EVs with excess of energy in their batteries can transfer this energy among other EVs which need charge during their daily trips. These second type of owners can buy the energy directly to the electric grid or they can buy the energy from other EV at lower price. An aggregator is responsible for collecting all information among vehicles located in the same area at the same time and make possible this energy transfer.

A proposal for a modular and application-aware autonomic manager of private cloud infrastructures

Recientemente, el paradigma de la computaci��n en la nube ha recibido mucho inter��s por parte tanto de la industria como del mundo acad��mico. Las infraestructuras cloud p��blicas est��n posibilitando nuevos modelos de negocio y ayudando a reducir costes. Sin embargo, una compa����a podr��a desear ubicar sus datos y servicios en sus propias instalaciones, o tener que atenerse a leyes de protecci��n de datos. Estas circunstancias hacen a las infraestructuras cloud privadas ciertamente deseables, ya sea para complementar a las p��blicas o para sustituirlas por completo. Por desgracia, las carencias en materia de est��ndares han impedido que las soluciones para la gesti��n de infraestructuras privadas se hayan desarrollado adecuadamente. Adem��s, la multitud de opciones disponibles ha creado en los clientes el miedo a depender de una tecnolog��a concreta (technology lock-in). Una de las causas de este problema es la falta de alineaci��n entre la investigaci��n acad��mica y los productos comerciales, ya que aquella est�� centrada en el estudio de escenarios idealizados sin correspondencia con el mundo real, mientras que ��stos consisten en soluciones desarrolladas sin tener en cuenta c��mo van a encajar con los est��ndares m��s comunes o sin preocuparse de hacer p��blicos sus resultados. Con objeto de resolver este problema, propongo un sistema de gesti��n modular para infraestructuras cloud privadas enfocado en tratar con las aplicaciones en lugar de centrarse ��nicamente en los recursos hardware. Este sistema de gesti��n sigue el paradigma de la computaci��n aut��noma y est�� dise��ado en torno a un modelo de informaci��n sencillo, desarrollado para ser compatible con los est��ndares m��s comunes. Este modelo divide el entorno en dos vistas, que sirven para separar aquello que debe preocupar a cada actor involucrado del resto de informaci��n, pero al mismo tiempo permitiendo relacionar el entorno f��sico con las m��quinas virtuales que se despliegan encima de ��l. En dicho modelo, las aplicaciones cloud est��n divididas en tres tipos gen��ricos (Servicios, Trabajos de Big Data y Reservas de Instancias), para que as�� el sistema de gesti��n pueda sacar partido de las caracter��sticas propias de cada tipo. El modelo de informaci��n est�� complementado por un conjunto de acciones de gesti��n at��micas, reversibles e independientes, que determinan las operaciones que se pueden llevar a cabo sobre el entorno y que es usado para hacer posible la escalabilidad en el entorno. Tambi��n describo un motor de gesti��n encargado de, a partir del estado del entorno y usando el ya mencionado conjunto de acciones, la colocaci��n de recursos. Est�� dividido en dos niveles: la capa de Gestores de Aplicaci��n, encargada de tratar s��lo con las aplicaciones; y la capa del Gestor de Infraestructura, responsable de los recursos f��sicos. Dicho motor de gesti��n obedece un ciclo de vida con dos fases, para as�� modelar mejor el comportamiento de una infraestructura real. El problema de la colocaci��n de recursos es atacado durante una de las fases (la de consolidaci��n) por un resolutor de programaci��n entera, y durante la otra (la online) por un heur��stico hecho ex-profeso. Varias pruebas han demostrado que este acercamiento combinado es superior a otras estrategias. Para terminar, el sistema de gesti��n est�� acoplado a arquitecturas de monitorizaci��n y de actuadores. Aquella estando encargada de recolectar informaci��n del entorno, y ��sta siendo modular en su dise��o y capaz de conectarse con varias tecnolog��as y ofrecer varios modos de acceso. ABSTRACT The cloud computing paradigm has raised in popularity within the industry and the academia. Public cloud infrastructures are enabling new business models and helping to reduce costs. However, the desire to host company���s data and services on premises, and the need to abide to data protection laws, make private cloud infrastructures desirable, either to complement or even fully substitute public oferings. Unfortunately, a lack of standardization has precluded private infrastructure management solutions to be developed to a certain level, and a myriad of diferent options have induced the fear of lock-in in customers. One of the causes of this problem is the misalignment between academic research and industry ofering, with the former focusing in studying idealized scenarios dissimilar from real-world situations, and the latter developing solutions without taking care about how they f t with common standards, or even not disseminating their results. With the aim to solve this problem I propose a modular management system for private cloud infrastructures that is focused on the applications instead of just the hardware resources. This management system follows the autonomic system paradigm, and is designed around a simple information model developed to be compatible with common standards. This model splits the environment in two views that serve to separate the concerns of the stakeholders while at the same time enabling the traceability between the physical environment and the virtual machines deployed onto it. In it, cloud applications are classifed in three broad types (Services, Big Data Jobs and Instance Reservations), in order for the management system to take advantage of each type���s features. The information model is paired with a set of atomic, reversible and independent management actions which determine the operations that can be performed over the environment and is used to realize the cloud environment���s scalability. From the environment���s state and using the aforementioned set of actions, I also describe a management engine tasked with the resource placement. It is divided in two tiers: the Application Managers layer, concerned just with applications; and the Infrastructure Manager layer, responsible of the actual physical resources. This management engine follows a lifecycle with two phases, to better model the behavior of a real infrastructure. The placement problem is tackled during one phase (consolidation) by using an integer programming solver, and during the other (online) with a custom heuristic. Tests have demonstrated that this combined approach is superior to other strategies. Finally, the management system is paired with monitoring and actuators architectures. The former able to collect the necessary information from the environment, and the later modular in design and capable of interfacing with several technologies and ofering several access interfaces.

Desarrollo de herramienta software para la caracterizaci��n de c��lulas y m��dulos de concentraci��n fotovoltaica

La caracterizaci��n de m��dulos fotovoltaicos proporciona las especificaciones el��ctricas que se necesitan para conocer los niveles de eficiencia energ��tica que posee un m��dulo fotovoltaico de concentraci��n. Esta caracterizaci��n se consigue a trav��s de medidas de curvas IV, de igual manera que se obtienen para caracterizar los m��dulos convencionales. Este proyecto se ha realizado para la optimizaci��n y ampliaci��n de un programa de medida y caracterizaci��n de hasta cuatro m��dulos fotovoltaicos que se encuentran en el exterior, sobre un seguidor. El programa, desarrollado en LabVIEW, opera sobre el sistema de medida, obteniendo los datos de caracterizaci��n del m��dulo que se est�� midiendo. Para ello en primer lugar se ha tomado como base una aplicaci��n ya implementada y se ha analizado su funcionamiento para poder optimizarla y ampliarla para introducir nuevas prestaciones. La nueva prestaci��n m��s relevante para la medida de los m��dulos, busca evitar que el m��dulo entre medida y medida, se encuentre disipando toda la energ��a que absorbe y se est�� calentando. Esto se ha conseguido introduciendo una carga electr��nica dentro del sistema de medida, que mantenga polarizado el m��dulo siempre y cuando, no se est�� produciendo una medida sobre ��l. En este documento se describen los dispositivos que forman todo el sistema de medida, as�� como tambi��n se describe el software del programa. Adem��s, se incluye un manual de usuario para un f��cil manejo del programa. ABSTRACT. The aim of the characterization of concentrator photovoltaic modules (CPV) is to provide the electrical specifications to know the energy efficiency at operating conditions. This characterization is achieved through IV curves measures, the same way that they are obtained to characterize conventional silicon modules. The objective of this project is the optimization and improvement of a measurement and characterization system for CPV modules. A software has been developed in LabVIEW for the operation of the measurement system and data acquisition of the IV curves of the modules. At first, an already deployed application was taken as the basis and its operation was analyzed in order to optimize and extend to introduce new features. The more relevant update seeks to prevent the situation in which the module is dissipating all the energy between measurements. This has been achieved by introducing an electronic load into the measuring system. This load maintains the module biased at its maximum power point between measurement periods. This work describes the devices that take part in the measurement system, as well as the software program developed. In addition, a user manual is included for an easy handling of the program.

Desarrollo de software de control y medida para goniofot��metro de tipo B

El proyecto trata del desarrollo de un software para realizar el control de la medida de la distribuci��n de intensidad luminosa en luminarias LED. En el trascurso del proyecto se expondr��n fundamentos te��ricos sobre fotometr��a b��sica, de los cuales se extraen las condiciones b��sicas para realizar dicha medida. Adem��s se realiza una breve descripci��n del hardware utilizado en el desarrollo de la m��quina, el cual se basa en una placa de desarrollo Arduino Mega 2560, que, gracias al paquete de Labview ���LIFA��� (Labview Interface For Arduino���), ser�� posible utilizarla como tarjeta de adquisici��n de datos mediante la cual poder manejar tanto sensores como actuadores, para las tareas de control. El instrumento de medida utilizado en este proyecto es el BTS256 de la casa GigaHerzt-Optik, del cual se dispone de un kit de desarrollo tanto en lenguaje C++ como en Labview, haciendo posible programar aplicaciones basadas en este software para realizar cualquier tipo de adaptaci��n a las necesidades del proyecto. El software est�� desarrollado en la plataforma Labview 2013, esto es gracias a que se dispone del kit de desarrollo del instrumento de medida, y del paquete LIFA. El objetivo global del proyecto es realizar la caracterizaci��n de luminarias LED, de forma que se obtengan medidas suficientes de la distribuci��n de intensidad luminosa. Los datos se recoger��n en un archivo fotom��trico espec��fico, siguiendo la normativa IESNA 2002 sobre formato de archivos fotom��tricos, que posteriormente ser�� utilizado en la simulaci��n y estudio de instalaciones reales de la luminaria. El sistema propuesto en este proyecto, es un sistema basado en fotometr��a tipo B, utilizando coordenadas VH, desarrollando un algoritmo de medida que la luminaria describa un ��ngulo de 180�� en ambos ejes, con una resoluci��n de 5�� para el eje Vertical y 22.5�� para el eje Horizontal, almacenando los datos en un array que ser�� escrito en el formato exigido por la normativa. Una vez obtenidos los datos con el instrumento desarrollado, el fichero generado por la medida, es simulado con el software DIALux, obteniendo unas medidas de iluminaci��n en la simulaci��n que ser��n comparadas con las medidas reales, intentando reproducir en la simulaci��n las condiciones reales de medida. ABSTRACT. The project involves the development of software for controlling the measurement of light intensity distribution in LEDs. In the course of the project theoretical foundations on basic photometry, of which the basic conditions for such action are extracted will be presented. Besides a brief description of the hardware used in the development of the machine, which is based on a Mega Arduino plate 2560 is made, that through the package Labview "LIFA" (Interface For Arduino Labview "), it is possible to use as data acquisition card by which to handle both sensors and actuators for control tasks. The instrument used in this project is the BTS256 of GigaHerzt-Optik house, which is available a development kit in both C ++ language as LabView, making it possible to program based on this software applications for any kind of adaptation to project needs. The software is developed in Labview 2013 platform, this is thanks to the availability of the SDK of the measuring instrument and the LIFA package. The overall objective of the project is the characterization of LED lights, so that sufficient measures the light intensity distribution are obtained. Data will be collected on a specific photometric file, following the rules IESNA 2002 on photometric format files, which will then be used in the simulation and study of actual installations of the luminaire. The proposed in this project is a system based on photometry type B system using VH coordinates, developing an algorithm as the fixture describe an angle of 180 �� in both axes, with a resolution of 5 �� to the vertical axis and 22.5�� for the Horizontal axis, storing data in an array to be written in the format required by the regulations. After obtaining the data with the instrument developed, the file generated by the measure, is simulated with DIALux software, obtaining measures of lighting in the simulation will be compared with the actual measurements, trying to play in the simulation the actual measurement conditions .

Energy transfer to a proton-transfer fluorescence probe: Tryptophan to a flavonol in human serum���albumin

A protein fluorescence probe system, coupling excited-state intermolecular F��rster energy transfer and intramolecular proton transfer (PT), is presented. As an energy donor for this system, we used tryptophan, which transfers its excitation energy to 3-hydroxyflavone (3-HF) as a flavonol prototype, an acceptor exhibiting excited-state intramolecular PT. We demonstrate such a coupling in human serum albumin���3-HF complexes, excited via the single intrinsic tryptophan (Trp-214). Besides the PT tautomer fluorescence (��max = 526 nm), these protein���probe complexes exhibit a 3-HF anion emission (��max = 500 nm). Analysis of spectroscopic data leads to the conclusion that two binding sites are involved in the human serum albumin���3-HF interaction. The 3-HF molecule bound in the higher affinity binding site, located in the IIIA subdomain, has the association constant (k1) of 7.2 �� 105 M���1 and predominantly exists as an anion. The lower affinity site (k2 = 2.5 �� 105 M���1), situated in the IIA subdomain, is occupied by the neutral form of 3-HF (normal tautomer). Since Trp-214 is situated in the immediate vicinity of the 3-HF normal tautomer bound in the IIA subdomain, the intermolecular energy transfer for this donor/acceptor pair has a 100% efficiency and is followed by the PT tautomer fluorescence. Intermolecular energy transfer from the Trp-214 to the 3-HF anion bound in the IIIA subdomain is less efficient and has the rate of 1.61 �� 108 s���1, thus giving for the donor/acceptor distance a value of 25.5 ���.

Dynamic weighting in Monte Carlo and���optimization

Dynamic importance weighting is proposed as a Monte Carlo method that has the capability to sample relevant parts of the configuration space even in the presence of many steep energy minima. The method relies on an additional dynamic variable (the importance weight) to help the system overcome steep barriers. A non-Metropolis theory is developed for the construction of such weighted samplers. Algorithms based on this method are designed for simulation and global optimization tasks arising from multimodal sampling, neural network training, and the traveling salesman problem. Numerical tests on these problems confirm the effectiveness of the method.

Kinetic equilibrium of forces and molecular events in muscle contraction

In biomolecular systems, the mechanical transfer of free energy occurs with both high efficiency and high speed. It is shown here that such a transfer can be achieved only if the participating free-energy-storing elements exhibit opposing relationships between their content of free energy and the force they exert in the transfer direction. A kinetic equilibrium of forces (KEF) results, in which the transfer of free energy is mediated essentially by thermal molecular motion. On the basis of present evidence, KEF is used as a guiding principle in developing a mechanical model of the crossbridge cycle in muscle contraction. The model allows the basic features of molecular events to be visualized in terms of plausible structures. Real understanding of the process will require identification of the elements that perform the functions described here. Besides chemomechanical energy transduction, KEF may have a role in other biomolecular processes in which free energy is transferred mechanically over large distances.