Estudio de una red aislada de distribución de pequeña potencia y gran penetración eólica con la herramienta PSS/E

El objeto de este proyecto es realizar un análisis de estabilidad ante contingencias en una red aislada de pequeña potencia con alto grado de penetración eólica mediante la herramienta PSS/E con el fin de aportar conocimiento para, posteriormente, definir la forma de operación más adecuada de dicho sistema atendiendo a su eficacia y fiabilidad. La red considerada para el estudio es la de la isla de El Hierro, en el archipiélago de Canarias, donde se tiene previsto abastecer exclusivamente, a toda la isla, combinando la aportación energética de un parque eólico y una central hidráulica con grupos de bombeo. Para realizar los estudios de estabilidad se analizan una serie de escenarios considerados de interés desde el punto de vista técnico, bien sea abasteciendo la demanda con una sola fuente de generación o con varias a la vez. El interés principal de esta red radica en que es una red aislada, de pequeña potencia, por lo que el proceso de integración masiva de energías renovables en la misma presenta una serie de particularidades que se irán detallando a lo largo del trabajo. El modelado de la red se ha realizado utilizando PSS/E, un software comercial extendido para el análisis de los sistemas de potencia. Con el programa se han resuelto los regímenes estáticos de funcionamiento (flujos de cargas) y los dinámicos (estudios de contingencias). Los resultados mostrarán las tensiones o frecuencias en los nudos de interés, observándose cómo cambian los valores en la situación anormal de funcionamiento y cómo se recuperan cuando se despeja la falta considerada, retornándose a los valores que existían en la red previos al fallo. Se pretende concluir cuál debe ser el mínimo de energía convencional que se debe mantener en el sistema para asegurar el suministro de forma fiable y segura en cualquier circunstancia.

Discrete linear stability and sensitivity analysis of fluid flows

Este trabajo presenta un método discreto para el cálculo de estabilidad hidrodinámica y análisis de sensibilidad a perturbaciones externas para ecuaciones diferenciales y en particular para las ecuaciones de Navier-Stokes compressible. Se utiliza una aproximación con variable compleja para obtener una precisión analítica en la evaluación de la matriz Jacobiana. Además, mapas de sensibilidad para la sensibilidad a las modificaciones del flujo de base y a una fuerza constante permiten identificar las regiones del campo fluido donde una modificacin (ej. fuerza puntual) tiene un efecto estabilizador del flujo. Se presentan cuatro casos de prueba: (1) un caso analítico para comprobar la derivación discreta, (2) una cavidad cerrada a bajo Reynolds para mostrar la mayor precisión en el cálculo de los valores propios con la aproximación de paso complejo, (3) flujo 2D en un cilindro circular para validar la metodología, y (4) flujo en un cavidad abierta, presentado para validar el método en casos de inestabilidades convectivamente inestables. Los tres últimos casos mencionados (2-4) se resolvieron con las ecuaciones de Navier-Stokes compresibles, utilizando un método Discontinuous Galerkin Spectral Element Method. Se obtuvo una buena concordancia para el caso de validación (3), cuando se comparó el nuevo método con resultados de la literatura. Además, este trabajo muestra que para el cálculo de los modos propios directos y adjuntos, así como para los mapas de sensibilidad, el uso de variables complejas es de suprema importancia para obtener una predicción precisa. El método descrito es aplicado al análisis para la estabilización de la estela generada por un disco actuador, que representa un modelo sencillo para hélices, rotores de helicópteros o turbinas eólicas. Se explora la primera bifurcación del flujo para un disco actuador, y se sugiere que está asociada a una inestabilidad de tipo Kelvin-Helmholtz, cuya estabilidad se controla con en el número de Reynolds y en la resistencia del disco actuador (o fuerza resistente). En primer lugar, se verifica que la disminución de la resistencia del disco tiene un efecto estabilizador parecido a una disminución del Reynolds. En segundo lugar, el análisis hidrodinmico discreto identifica dos regiones para la colocación de una fuerza puntual que controle las inestabilidades, una cerca del disco y otra en una zona aguas abajo. En tercer lugar, se muestra que la inclusión de un forzamiento localizado cerca del actuador produce una estabilización más eficiente que al forzar aguas abajo. El análisis de los campos de flujo controlados confirma que modificando el gradiente de velocidad cerca del actuador es más eficiente para estabilizar la estela. Estos resultados podrían proporcionar nuevas directrices para la estabilización de la estela de turbinas de viento o de marea cuando estén instaladas en un parque eólico y minimizar las interacciones no estacionarias entre turbinas. ABSTRACT A discrete framework for computing the global stability and sensitivity analysis to external perturbations for any set of partial differential equations is presented. In particular, a complex-step approximation is used to achieve near analytical accuracy for the evaluation of the Jacobian matrix. Sensitivity maps for the sensitivity to base flow modifications and to a steady force are computed to identify regions of the flow field where an input could have a stabilising effect. Four test cases are presented: (1) an analytical test case to prove the theory of the discrete framework, (2) a lid-driven cavity at low Reynolds case to show the improved accuracy in the calculation of the eigenvalues when using the complex-step approximation, (3) the 2D flow past a circular cylinder at just below the critical Reynolds number is used to validate the methodology, and finally, (4) the flow past an open cavity is presented to give an example of the discrete method applied to a convectively unstable case. The latter three (2–4) of the aforementioned cases were solved with the 2D compressible Navier–Stokes equations using a Discontinuous Galerkin Spectral Element Method. Good agreement was obtained for the validation test case, (3), with appropriate results in the literature. Furthermore, it is shown that for the calculation of the direct and adjoint eigenmodes and their sensitivity maps to external perturbations, the use of complex variables is paramount for obtaining an accurate prediction. An analysis for stabilising the wake past an actuator disc, which represents a simple model for propellers, helicopter rotors or wind turbines is also presented. We explore the first flow bifurcation for an actuator disc and it suggests that it is associated to a Kelvin- Helmholtz type instability whose stability relies on the Reynolds number and the flow resistance applied through the disc (or actuator forcing). First, we report that decreasing the disc resistance has a similar stabilising effect to an decrease in the Reynolds number. Second, a discrete sensitivity analysis identifies two regions for suitable placement of flow control forcing, one close to the disc and one far downstream where the instability originates. Third, we show that adding a localised forcing close to the actuator provides more stabilisation that forcing far downstream. The analysis of the controlled flow fields, confirms that modifying the velocity gradient close to the actuator is more efficient to stabilise the wake than controlling the sheared flow far downstream. An interesting application of these results is to provide guidelines for stabilising the wake of wind or tidal turbines when placed in an energy farm to minimise unsteady interactions.

Estudo de viabilidade técnico-ambiental para implantação de parques eólicos: um estudo de caso em um fragmento do litoral setentrional do Rio Grande do Norte/Brasil

The use of energy from renewable sources is increasingly demanded by society, especially aeolian - whose raw material is wind. Investments in wind power have become significant in Brazil with emphasis on the Northeast and in particular the Rio Grande do Norte state. According to the Empresa de Pesquisa Energética (Energy Research Company) (2012 ) , investments in the state grew significantly since 2002 with a total accumulated power, by 2013, of approximately 3,400 MW . Even with the early experiences of exploitation of wind energy in 2002, it is still considered new and requires further study referring to the likely changes in the environment and society. In this case, it is of growing and urgent importance to deeply study the wind still in the survey phase of the project, ie , at the beginning of decision making on the most feasible to implement these parks site. Given the above, the question is: from a technical and environmental analysis, how to identify viable areas to install Aeolian parks, taking into account the factors of the environmental dynamics that are relevant to minimize the negative results to the environment and the society? Thus, this study conducted a study on technical and environmental feasibility, proposing a methodology of exploration of feasible wind farms in coastal areas. The study area was a fragment of the northern coast of Rio Grande do Norte and its natural landscape units were identified through the environmental characterization of the area, as well as it was elaborated the map of the land cover, restriction homes and urban areas and Permanent Preservation Areas - PPAs. The environmental fragility was subdivided in the fragility of the natural dynamic, mapped through relief, soils and geology of natural units, and the fragility of the ecosystem, originated by the land cover map. In addition to these maps, it was generated the wind resource for an area from a height of 50 and 100 meters. The intersection between the fragility maps, PPAs and Restriction of homes superimposed on maps of wind potential, provided the map of feasibility of Aeolian parks, resulting in the most favorable areas for its facilities in a technical and environmental point of view. From this study, the entrepreneur can evaluate whether or not to proceed with the studies in this area and especially decrease potential conflicts with society.

Modelagem e análise dinâmica de um sistema de conversão de energia eólica dotado de gerador síncrono de imã permanente utilizando a plataforma ATP

Human development requires a broad balance between ecological, social and economic factors in order to ensure its own sustainability. In this sense, the search for new sources of energy generation, with low deployment and operation costs, which cause the least possible impact to the environment, has been the focus of attention of all society segments. To do so, the reduction in exploration of fossil fuels and the encouragement of using renewable energy resources for distributed generation have proved interesting alternatives to the expansion of the energy matrix of various countries in the world. In this sense, the wind energy has acquired an increasingly significant role, presenting increasing rates of power grid penetration and highlighting technological innovations such as the use of permanent magnet synchronous generators (PMSG). In Brazil, this fact has also been noted and, as a result, the impact of the inclusion of this source in the distribution and sub-transmission power grid has been a major concern of utilities and agents connected to Brazilian electrical sector. Thus, it is relevant the development of appropriate computational tools that allow detailed predictive studies about the dynamic behavior of wind farms, either operating with isolated load, either connected to the main grid, taking also into account the implementation of control strategies for active/reactive power generation and the keeping of adequate levels of voltage and frequency. This work fits in this context since it comprises mathematical and computational developments of a complete wind energy conversion system (WECS) endowed with PMSG using time domain techniques of Alternative Transients Program (ATP), which prides itself a recognized reputation by scientific and academic communities as well as by electricity professionals in Brazil and elsewhere. The modeling procedures performed allowed the elaboration of blocks representing each of the elements of a real WECS, comprising the primary source (the wind), the wind turbine, the PMSG, the frequency converter, the step up transformer, the load composition and the power grid equivalent. Special attention is also given to the implementation of wind turbine control techniques, mainly the pitch control responsible for keeping the generator under the maximum power operation point, and the vector theory that aims at adjusting the active/reactive power flow between the wind turbine and the power grid. Several simulations are performed to investigate the dynamic behavior of the wind farm when subjected to different operating conditions and/or on the occurrence of wind intensity variations. The results have shown the effectiveness of both mathematical and computational modeling developed for the wind turbine and the associated controls.

Enquadramento legal e estudo económico de parques eólicos

Portugal, no intuito de alcançar metas ambientais e económicas a que se propôs, e de reduzir a dependência das importações de energia, tem aumentado o investimento em eletricidade produzida a partir de energias renováveis (FER-E). Apesar do consenso em torno da sua utilização, as energias renováveis deparam-se com barreiras de várias ordens que dificultam a sua difusão no mercado. A atuação do Estado neste enquadramento passa por criar modelos de promoção da FER-E. A maioria dos países da União Europeia, incluindo Portugal, aplica as tarifas feed-in (FIT) como instrumento central de suporte à FER-E, inserido num modelo de apoio que contempla outros parâmetros de construção considerados críticos para o seu sucesso. No seguimento do estágio realizado na empresa Senvion Portugal a presente tese explora os programas e modelos de apoio às FER-E em Portugal, nomeadamente as que se referem à energia eólica. Bem como os trabalhos realizados com as equipas de O&M e a realização de um estudo de viabilidade económica da substituição de aerogeradores no parque eólico de Picos Verdes II.

Alfred Lichtenstein with his first wife Gerda; Parque Palermo, Buenos Aires.

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Alfred Lichtenstein with his first wife Gerda; Parque Palermo, Buenos Aires.

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Alfred Lichtenstein with his first wife Gerda; Parque Palermo, Buenos Aires.

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Evaluacion del sistema de riego por microaspersion artesanal fijo en el parque de ciencia Esteli Mar, Esteli 2008

El presente trabajo se planifico con el propósito de determinar la influencia de las diferencia de nivel del terreno en riego por micro aspersión artesanal fijo por gravedad sobre las variables; diámetro mojado, bulbo húmedo, gasto de agua generado por los micro aspersores y presión generada por cada aspersor bajo las condiciones ecológicas del centro turístico Estelimar. El ensayo se estableció en la época seca de febrero a abril del 2008 utilizando un diseño de bloque completamente al azar bifactorial con cuatro repeticiones. Se encontró que las variables diámetro mojado, bulbo húmedo, gasto de agua en litro/min.y presión tuvieron un efecto significativo con respecto al factor A (altura del terreno). Para el factor A ( altura del terreno) B ( diámetro de botella) y la interacción de ambos los resultados de las variables evaluadas solo para el factor A mostraron diferencias significativas, no así para el factor B y la interacción de ambos factores que mostraron un efecto no significativo

Evaluación del suministro de agua de la red hidráulica del parque de ciencias Estelí Mar - Estelí, 2008

El estudio surge como respuesta a la escasa información sobre abastecimientos de agua cuando se utilizan pozos y equipos de bombeo, además tiene la finalidad de generar los elementos necesarios al parque de ciencias Estelimar e interesa dos en este tipo de investigación para que pueda aprovecharse sosteniblemente el recurso agua, usar eficientemente el equipo de bombeo al mismo tiempo reducir los costos de energía que se generan con el abastecimiento de agua en estas condiciones. Los objetivos de la investigación fueron: caracterizar el acuífero existente, describir las red hidráulica, conocer el punto de operación de la bomba así mismo de terminar los costos de energía generados en el abastecimiento de los deposito demandantes. Para caracterizar el acuífero existente se realizó una prueba de bombeo a caudal constante en el pozo Estelimar que comprendió 7 horas de extracción y 8 de recuperación también se analizó el perfil estratigráfico de un pozo situado a 100m del sitio en estudio. La red hidráulica se describió con el apoyo de un mapa elaborado por técnicos de Estelimar acompañados de observaciones directas en las instalaciones de la red. En el caso del punto de operación de la bomba fue necesario aforar todas las salidas hacia los de pósitos demandantes, mediciones de voltaje e intensidad de corriente y un levantamiento topográfico por taquimetría. Los costo de energía fueron determinados utilizando además de las descarga de agua obtenidas del aforo las capacidades de cada depósito. Finalmente se concluye que el acuífero afectado por el pozo estelimar presenta características de semiconfinado estimándose su transmisividad en 423.36 m2/día, el nivel estático registrado fue de 26.60m produciéndose un rebajamiento de 27.30m, se identificaron tres codos de 90º, seis tee, tres válvulas de compuertas y un codo de 45º, la tubería de succión es de hierro y el de descarga PVC, ambos de 2 pulg de diámetro, el punto en que opera la bomba con un 63% de eficiencia es de 1.03l/s venciendo una carga de trabajo de 45.50m, los costos de energía registrados para los meses de abril,mayo, junio y julio del 2008 están alrededor de C$8233.54 (Còrdobas).

Caracterización florística y condición actual del arbolado urbano del parque Luis Alfonso Velásquez Flores de la ciudad de Managua

El presente trabajo se realizó en el parque Luis Alfonso Velásquez Flores de la ciudad de Managua. El propósito del estudio fue realizar una descripción florística y caracterización de la condición silvicultural de los árboles, que permita valorar el estado actual en que se encuentra la vegetación arbórea. La metodología utilizada fue el diseño y aplicación del inventario forestal censo, evaluando todos los árboles mayores de 10 cm de diámetro, incluyendo palmeras. Las variables medidas fueron: especies, diámetro de fuste, diámetro de copa, estado de la copa, raíces al descubierto, interferencia con cables eléctricos, daños mecánicos, requerimiento de manejo. En la composición florística se encontraron 778 árboles distribuidos en 33 especies y 17 familias, la especie más representativa fue el Tabebuia rosea con el 28%, y Manguifera indica 9 %, el 84 % de los individuos presentan diámetro de fuste menores de 40 cm, 78% diámetro de copa menores a 10 m, 56% se ubican en categorías de altura de 8 a <12 m, 69% presentó copa co mpleta, 51% no presentaron raíces al descubierto, el 79% no interfieren con cables eléctricos, el 85% presento daños mecánicos como heridas, quiebres de ramas y huecos, 62% de los árboles se consideran en buena condiciones, y el 94% requieren podas sanitarias y de formación. Con base a las condiciones silviculturales encontradas se dan algunas recomendaciones para el mejoramiento estético de los árboles del parque.

Actualización del documento plan de manejo Parque Nacional Volcán Maderas y Programas de Manejo del área protegida, Ometepe, Rivas 2015

El Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA), comprometido con la conservación y el buen uso de los recursos naturales en Nicaragua, ha permitido a jóvenes egresados de diferentes carreras desarrollar habilidades y destrezas según el perfil de su profesionalización. MARENA está en una constante transformación mejorando a su personal por medio de capacitaciones, en temas de interés institucional y país. La Dirección General de Patrimonio Natural conformada por la Direcciones especificas del Sistema Nacional de Áreas Protegidas, Biodiversidad, Recursos Hídricos y Cuencas Hidrográficas, juega un papel de suma importancia ya que sus funciones involucran todas las áreas funcionales de la institución, dentro de las actividades que desarrolla el área se destacan: elaboración de planes de manejos ambientales, monitoreos de áreas protegidas, gestión de desastres para reducir los efectos del cambio climático, evaluación de daños ambientales. Durante las pasantías se logró obtener conocimientos básicos sobre manejo de áreas protegidas y las normativas de cada área, también se fortalecieron conocimientos teóricos y prácticos mejorando la capacidad profesional, se fortalecieron las capacidades de relaciones humanas, se logró la integración en actividades culturales. Fue una experiencia que permitió consolidar conocimientos teóricos adquiridos durante el transcurso de la carrera de Ingeniería Agrícola de la Facultad de Agronomía.

História ambiental do Parque Nacional da Chapada Diamantina/BA

Consultoria Legislativa - Área XI - Meio Ambiente e Direito Ambiental, Organização Territorial, Desenvolvimento Urbano e Regional.

La contribución de los espacios protegidos al desarrollo socioeconómico de las comunidades rurales. Aplicación al parque natural de Izki (Álava)

399 p.:il.

Desarrollo rural en Espacios Naturales Protegidos: el caso del Parque Natural de Gorbeia (1994-2008)

Una de las funciones encomendadas a los Espacios Naturales Protegidos es la promoción del desarrollo rural. Se ha tomado como caso de estudio el Parque Natural de Gorbeia para analizar la dinámica socioeconómica de su área de influencia y contrastarla con los objetivos planteados por su marco normativo. Con ello se ha puesto de manifiesto que, por una parte, el incremento poblacional y mayor dinamismo económico en su entorno probablemente responda a razones ajenas al potencial endógeno del Parque; y por otra, que la reestructuración agraria así como la búsqueda de objetivos diferentes al explícito de desarrollo rural podrían dificultar en un futuro próximo la gestión territorial y conservación medioambiental de este enclave.