Modelling and simulation of a photovoltaic fuel cell hybrid system

A stand-alone power system is an autonomous system that supplies electricity to the user load without being connected to the electric grid. This kind of decentralized system is frequently located in remote and inaccessible areas. It is essential for about one third of the world population which are living in developed or isolated regions and have no access to an electricity utility grid. The most people live in remote and rural areas, with low population density, lacking even the basic infrastructure. The utility grid extension to these locations is not a cost effective option and sometimes technically not feasible. The purpose of this thesis is the modelling and simulation of a stand-alone hybrid power system, referred to as “hydrogen Photovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid system”. It couples a photovoltaic generator (PV), an alkaline water electrolyser, a storage gas tank, a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), and power conditioning units (PCU) to give different system topologies. The system is intended to be an environmentally friendly solution since it tries maximising the use of a renewable energy source. Electricity is produced by a PV generator to meet the requirements of a user load. Whenever there is enough solar radiation, the user load can be powered totally by the PV electricity. During periods of low solar radiation, auxiliary electricity is required. An alkaline high pressure water electrolyser is powered by the excess energy from the PV generator to produce hydrogen and oxygen at a pressure of maximum 30bar. Gases are stored without compression for short- (hourly or daily) and long- (seasonal) term. A proton exchange membrane (PEM) fuel cell is used to keep the system’s reliability at the same level as for the conventional system while decreasing the environmental impact of the whole system. The PEM fuel cell consumes gases which are produced by an electrolyser to meet the user load demand when the PV generator energy is deficient, so that it works as an auxiliary generator. Power conditioning units are appropriate for the conversion and dispatch the energy between the components of the system. No batteries are used in this system since they represent the weakest when used in PV systems due to their need for sophisticated control and their short lifetime. The model library, ISET Alternative Power Library (ISET-APL), is designed by the Institute of Solar Energy supply Technology (ISET) and used for the simulation of the hybrid system. The physical, analytical and/or empirical equations of each component are programmed and implemented separately in this library for the simulation software program Simplorer by C++ language. The model parameters are derived from manufacturer’s performance data sheets or measurements obtained from literature. The identification and validation of the major hydrogen PVFC hybrid system component models are evaluated according to the measured data of the components, from the manufacturer’s data sheet or from actual system operation. Then, the overall system is simulated, at intervals of one hour each, by using solar radiation as the primary energy input and hydrogen as energy storage for one year operation. A comparison between different topologies, such as DC or AC coupled systems, is carried out on the basis of energy point of view at two locations with different geographical latitudes, in Kassel/Germany (Europe) and in Cairo/Egypt (North Africa). The main conclusion in this work is that the simulation method of the system study under different conditions could successfully be used to give good visualization and comparison between those topologies for the overall performance of the system. The operational performance of the system is not only depending on component efficiency but also on system design and consumption behaviour. The worst case of this system is the low efficiency of the storage subsystem made of the electrolyser, the gas storage tank, and the fuel cell as it is around 25-34% at Cairo and 29-37% at Kassel. Therefore, the research for this system should be concentrated in the subsystem components development especially the fuel cell.

User Profile Management and Selection in Context-Aware Service Platforms for Networks Beyond 3G

In recent years, progress in the area of mobile telecommunications has changed our way of life, in the private as well as the business domain. Mobile and wireless networks have ever increasing bit rates, mobile network operators provide more and more services, and at the same time costs for the usage of mobile services and bit rates are decreasing. However, mobile services today still lack functions that seamlessly integrate into users’ everyday life. That is, service attributes such as context-awareness and personalisation are often either proprietary, limited or not available at all. In order to overcome this deficiency, telecommunications companies are heavily engaged in the research and development of service platforms for networks beyond 3G for the provisioning of innovative mobile services. These service platforms are to support such service attributes. Service platforms are to provide basic service-independent functions such as billing, identity management, context management, user profile management, etc. Instead of developing own solutions, developers of end-user services such as innovative messaging services or location-based services can utilise the platform-side functions for their own purposes. In doing so, the platform-side support for such functions takes away complexity, development time and development costs from service developers. Context-awareness and personalisation are two of the most important aspects of service platforms in telecommunications environments. The combination of context-awareness and personalisation features can also be described as situation-dependent personalisation of services. The support for this feature requires several processing steps. The focus of this doctoral thesis is on the processing step, in which the user’s current context is matched against situation-dependent user preferences to find the matching user preferences for the current user’s situation. However, to achieve this, a user profile management system and corresponding functionality is required. These parts are also covered by this thesis. Altogether, this thesis provides the following contributions: The first part of the contribution is mainly architecture-oriented. First and foremost, we provide a user profile management system that addresses the specific requirements of service platforms in telecommunications environments. In particular, the user profile management system has to deal with situation-specific user preferences and with user information for various services. In order to structure the user information, we also propose a user profile structure and the corresponding user profile ontology as part of an ontology infrastructure in a service platform. The second part of the contribution is the selection mechanism for finding matching situation-dependent user preferences for the personalisation of services. This functionality is provided as a sub-module of the user profile management system. Contrary to existing solutions, our selection mechanism is based on ontology reasoning. This mechanism is evaluated in terms of runtime performance and in terms of supported functionality compared to other approaches. The results of the evaluation show the benefits and the drawbacks of ontology modelling and ontology reasoning in practical applications.

More than irrigation - The Balinese Subak system as a unique form of cooperative water resource management in Indonesia

For over 1,000 years, the Balinese have developed a unique system of democratic and sustainable water irrigation. It has shaped the cultural landscapes of Bali and enables local communities to manage the ecology of terraced rice fields at the scale of whole watersheds. The Subak system has made the Balinese the most productive rice growers in Indonesia and ensures a high level of food sovereignty for a dense population on the volcanic island. The Subak system provides a vibrant example of a diverse, ecologically sustainable, economically productive and democratic water management system that is also characterized by its nonreliance on fossil fuel derivatives or heavy machinery. In 2012, UNESCO has recognized five rice terraces and their water temples as World Heritage site and supports its conservation and protection. However, the fragile Subak system is threatened for its complexity and interconnectedness by new agricultural practices and increasing tourism on the island.

Hierarchical Object Recognition Using Libraries of Parameterized Model Sub-Parts

This thesis describes the development of a model-based vision system that exploits hierarchies of both object structure and object scale. The focus of the research is to use these hierarchies to achieve robust recognition based on effective organization and indexing schemes for model libraries. The goal of the system is to recognize parameterized instances of non-rigid model objects contained in a large knowledge base despite the presence of noise and occlusion. Robustness is achieved by developing a system that can recognize viewed objects that are scaled or mirror-image instances of the known models or that contain components sub-parts with different relative scaling, rotation, or translation than in models. The approach taken in this thesis is to develop an object shape representation that incorporates a component sub-part hierarchy- to allow for efficient and correct indexing into an automatically generated model library as well as for relative parameterization among sub-parts, and a scale hierarchy- to allow for a general to specific recognition procedure. After analysis of the issues and inherent tradeoffs in the recognition process, a system is implemented using a representation based on significant contour curvature changes and a recognition engine based on geometric constraints of feature properties. Examples of the system's performance are given, followed by an analysis of the results. In conclusion, the system's benefits and limitations are presented.

Achieving Real-Time Mode Estimation through Offline Compilation

As exploration of our solar system and outerspace move into the future, spacecraft are being developed to venture on increasingly challenging missions with bold objectives. The spacecraft tasked with completing these missions are becoming progressively more complex. This increases the potential for mission failure due to hardware malfunctions and unexpected spacecraft behavior. A solution to this problem lies in the development of an advanced fault management system. Fault management enables spacecraft to respond to failures and take repair actions so that it may continue its mission. The two main approaches developed for spacecraft fault management have been rule-based and model-based systems. Rules map sensor information to system behaviors, thus achieving fast response times, and making the actions of the fault management system explicit. These rules are developed by having a human reason through the interactions between spacecraft components. This process is limited by the number of interactions a human can reason about correctly. In the model-based approach, the human provides component models, and the fault management system reasons automatically about system wide interactions and complex fault combinations. This approach improves correctness, and makes explicit the underlying system models, whereas these are implicit in the rule-based approach. We propose a fault detection engine, Compiled Mode Estimation (CME) that unifies the strengths of the rule-based and model-based approaches. CME uses a compiled model to determine spacecraft behavior more accurately. Reasoning related to fault detection is compiled in an off-line process into a set of concurrent, localized diagnostic rules. These are then combined on-line along with sensor information to reconstruct the diagnosis of the system. These rules enable a human to inspect the diagnostic consequences of CME. Additionally, CME is capable of reasoning through component interactions automatically and still provide fast and correct responses. The implementation of this engine has been tested against the NEAR spacecraft advanced rule-based system, resulting in detection of failures beyond that of the rules. This evolution in fault detection will enable future missions to explore the furthest reaches of the solar system without the burden of human intervention to repair failed components.

La ISO 9000: ¿Seguirá siendo válida en la nueva era de la gestión de la calidad?

Si bien la gestión de la Calidad siempre ha estado presente en nuestro entorno, no es hasta la aparición de la famosa normativa ISO 9000 que su impacto se ha incluso popularizado, tanto a escala nacional como internacional. En la actualidad, cuando las empresas y organizaciones de nuestro país se plantean nuevos retos (modelos de gestión de la calidad total como el EFQM, nuevos estándares de gestión como la ISO 14000, estándares de soporte como la ISO 10000, …), en este artículo nos preguntamos si la ISO 9000 seguirá siendo válida en esta nueva era

Chingaza como destino de turismo cultural

Chingaza como destino de turismo contemplativo, nace de un deseo personal por generar reflexión en las gentes, hacia un respeto por la vida y un cuidado de nuestra biodiversidad y se traduce en la práctica, en un modelo de gestión que permita construir un punto turístico destinado a la contemplación de la naturaleza y a su conocimiento, así como al aprendizaje de las tradiciones culturales que allí se encierran, convirtiéndole en un destino de turismo sostenible que encuentre en su espacio, el motor para su sostenimiento y bajo la premisa clave de no intervenir ni alterar su patrimonio cultural y natural.

Modelo de gestión para el fortalecimiento y proyección de los festivales de música tradicional en Colombia

El proyecto propone un modelo de gestión para festivales basado en un plan piloto que permita fortalecer las organizaciones de la sociedad civil a escala local que dan cuerpo a los festivales de música tradicional en Colombia y como consecuencia a sus artistas y a la comunidad que los rodea.

Implementación de la administración de costos de calidad en TGS : impresora de valores

Basándose en la necesidad manifiesta de la empresa Thomas Greg & Sons de Colombia por controlar los costos en los que incurre por adoptar un Sistema de Gestión de Calidad, se realizó una investigación de los procesos que realiza la empresa a nivel productivo y el esquema de costos que utiliza a nivel organizacional, con el fin de proponer y concebir un modelo de administración de costos de la calidad y de la no calidad que sea conforme a lo esperado por la alta gerencia y que contribuya significativamente al control de costos.

Impacto del rol de la British American Tobacco Colombia sobre el bienestar colectivo

El presente documento ofrece un estudio del Proyecto de Tabaco Orgánico, el cual busca mejorar las condiciones de vida de un grupo particular de personas, por medio de un modelo de negocio sustentable y replicable, con unas características únicas, ya que el cultivo de tabaco orgánico es un proyecto pionero en el mundo entero. Para el desarrollo de este trabajo, se uso la metodología sugerida por docentes de la Universidad del Rosario (François Contreras, Juan Bernardo Gaitán y Carlos Méndez) quienes proponen hacer un estudio de caso que permita evidenciar el impacto que tiene la British American Tobacco Colombia en una determinada población con su modelo de gestión que involucra los siguientes componentes: Responsabilidad Social Empresarial, Negocios inclusivos, modelo de negocio sustentable y replicable, retos administrativos, logísticos y de liderazgo. Sin embargo, al ser un proyecto que no ha culminado, se hace necesario compararlo con el modelo más exitoso cercano conocido en Colombia, que se llama Lo Social Paga, realizado por la empresa Indupalma Ltda. Lo cual nos permitirá construir prospecciones y generar conclusiones sobre el buen desarrollo del Proyecto y su futuro.

Capacidades dinámicas; la fuente de sostenibilidad ante el cambio

Las capacidades dinámicas constituyen un aporte importante a la estrategia empresarial. De acuerdo con esta premisa se desarrolla el siguiente documento, al reconocer que la generación de competencias se consolida como la base teórica para el logro de sostenibilidad ante eventos de cambio que puedan afectar la estabilidad y la toma de decisiones de las organizaciones. Dada la falta de aplicación empírica del concepto se ha elaborado este paper, en el que se demuestran e identifican las herramientas que la aplicación empiríca puede dar a las organizaciones y los instrumentos que proveen para la generación de valor. A través del caso de estudio ASOS.COM se ejemplifica la necesidad de detección y aprovechamiento de oportunidades y amenazas, así como la reconfiguración, renovación y generación de competencias de segundo orden para enfrentar el cambio. De esta manera por medio de las habilidades creadas al interior de las empresas con enfoque en el aprendizaje e innovación se logra la comprensión del negocio y el afianzamiento de mejores escenarios futuros.

Caracterización de un modelo de gestión del conocimiento aplicable a las funciones universitarias de investigación y extensión: caso Universidad CES

Existen en la actualidad múltiples modelos de gestión de conocimiento y medición del capital humano, los cuales son aplicados en las organizaciones, pero ninguno de éstos ha sido diseñado para Instituciones de Educación Superior. En este trabajo se hace un recuento de algunos de los modelos de gestión del conocimiento y capital intelectual más destacados como el Modelo de conversión del conocimiento de Nonaka y Takeuchi, el Modelo de GC de Arthur Andersen, el Cuadro de Mando Integral de Kaplan y Norton, entre otros, pero es a partir del Modelo Organizacional Estrella de Galbraith que se presenta una propuesta teórica para caracterizar un modelo de gestión del conocimiento aplicable a las funciones universitarias de investigación y extensión en la Universidad CES – Medellín, Colombia, a través de una investigación cualitativa en donde, a partir de la correlación entre la teoría general de la GC, particularmente de los modelos y el análisis de las características de la Universidad CES, así como la revisión sistemática, el grupo focal y el análisis documental se propone el Modelo Hexagonal de GC.

The Ergonomic Analysis and Back Injuries in Flexible Production System

Back injuries identification and diagnoses in the transition of the Taylor model to the flexiblemodel of production organization, demands a parallel intervention of prevention actors at work. This study uses simultaneously three intervention models (structured action analysis, muscle skeletal symptoms questionnaires and muscle skeletal assessment) for work activities in a packaging plant. In this study seventy and two (72) operative workers participated (28 workers with muscle skeletal evaluation). In an intervention period of 10 months, the physical, cognitive, organizational components and productive process dynamics were evaluated from the muscle skeletal demands issues. The differences established between objective exposure at risk, back injury risk perception, appreciation and a vertebral spine evaluation, in prior and post intervention, determines the structure for a muscle skeletal risk management system. This study explains that back injury symptoms can be more efficiently reduced among operative workers combining measures registered and the adjustment between dynamics, the changes at work and efficient gestures development. Relevance: the results of this study can be used to pre ent back injuries in workers of flexible production processes.

La gestión de relaciones con clientes (CRM): sector de seguridad privada

Esta tesis pretende describir la situación actual del sector de seguridad privada, al implementar y adoptar estrategias de CRM. Con una revisión confiable y el estudio de casos relacionados con el tema, lo cual permitirá constatar la realidad en cuanto la aplicación del modelo, en el sector de seguridad privada, según lo planteado por diversos autores. Los resultados obtenidos permitirán, de este modo, al sector y a sus gerentes, desarrollar estrategias que ayuden a la satisfacción de sus clientes y a la prestación de un mejor servicio. En el campo académico, este estudio servirá como guía teórico-práctica para estudiantes y profesores, de modo que permitirá afianzar conocimientos en cuanto al CRM, al marketing relacional y su uso en el sector de seguridad privada. Según este modelo la información acerca de los clientes, es una información estratégica vital para las organizaciones que ayuda a la toma de decisiones, pronosticar cambios en cuanto a demanda, además de establecer control sobre procesos en los que se involucre el cliente; de modo que la adopción e implementación de CRM, ayude a la empresa, en este caso a las del sector de seguridad privada, a estar atentos a la manera como se interactúa con el cliente y por ende mejorar el servicio, lo que tendrá repercusión en la percepción que tenga de la organización el cliente. De este modo, se ve como en la actualidad las estrategias de CRM definen el rumbo de una empresa, ayudando atraer nuevos clientes y además de esto, ayuda de igual modo a mantener felices a los clientes actuales; lo cual repercute en la demanda o el requerimiento del servicio, y así en una mejor rentabilidad para las empresas del sector. Razones por las que el sector de vigilancia se verá beneficiado por medio de las estrategias del CRM, lo que lo llevara a ofrecer mejores servicios a sus clientes.

Identificación de Prácticas Empresariales para el Mejoramiento Continuo en Plusagro S.A.S.

Este proyecto que se llevara a cabo en la compañía Plusagro S.A.S. la cual busca mejorar de forma sustancial la cultura organizacional de la compañía, para que desarrolle al máximo las ventajas competitivas que encuentra en el mercado, una de estas grandes ventajas es que al tener la exclusividad de su proveedor principal Kursan. Se vuelve de suma importancia saber que existen otras marcas en el mercado de los productos agrícolas que ofrece Plusagro S.A.S. pero se ha encontrado en común acuerdo con clientes insatisfechos que la calidad de los productos turcos en cuánto a maquinaría lechera es superior a la de otras marcas que importan la maquinaria lechera desde China y Corea. Por esto es fundamental recalcar que Kursan es uno de los productores mundiales de estas máquinas desde 1984 la más fuerte en toda la región de oriente medio y su sede principal está ubicada en Estambul, Turquía. (Kursan, 2014). El negocio de Plusagro S.A.S. se encuentra en uno de los sectores más competitivos del país, pero sin duda alguna es uno de los que más importancia está cobrando, debido al boom agrícola que están viviendo en las regiones ganaderas y agricultoras del país después de las nuevas medidas de inversión que está tomando el gobierno nacional para que sean más competitivas en su desarrollo y crecimiento a nivel nacional. (MinAgricultura, 2014), uno de los ítems más importantes que podemos encontrar, es el hecho de que Colombia y Bélgica iniciaran un plan de trabajo para ampliar el comercio de productos agropecuarios, según el titular de la cartera agropecuaria, este plan de trabajo, que se implementará en enero de 2015, tendrá como prioridad los temas fitosanitarios y de buenas prácticas agrícolas (MinAgricultura, 2014). En lo cual Plusagro S.A.S puede buscar una gran ventaja competitiva que lo lleve a obtener un valor agregado al ya tener conocimiento del mercado europeo será más sencillo entrar a negociar con nuevos proveedores que vengan de este país. También de estos mercados no explorados se pueden llegar a encontrar nuevas prácticas agrícolas, diversas especies animales y nuevas tecnologías en cuanto a maquinaría. De igual forma la empresa ha presentado un crecimiento económico bastante alto, para el poco tiempo que lleva en el mercado, esto se ve evidenciado en las ventas que se realizaron el año 2013 las cuales ascienden a $730.500.000. (Plusagro S.A.S., 2013). Este crecimiento no se debe a solo suerte, este se ha trabajado con diversas estrategias desde el momento en el que se pensó la creación de la empresa, ya que esta nace de la necesidad de los ganaderos y agricultores del sector o localización en donde comenzó a comercializarse los productos, en los municipios de Cumaral, Restrepo y los caseríos como Guacabina y actualmente se ha extendido a diversos municipios del departamento del Meta, como lo son Acacias, Castilla la Nueva, Guamal, Cubarral, San Martín, Puerto López, Barranca de Upía, Puerto Gaitán, Granada y Vista Hermosa . (Plusagro S.A.S., 2014) Se espera que con la realización de este proyecto enfocado en una metodología Sure - Step (Paso Seguro) de Microsoft aplicada a las necesidades de la compañía, se pueda mejorar considerablemente la organización para así mejorar estos promedios de ventas y crecer en el aspecto económico. (Microsoft Dynamics, 2010). Es importante resaltar que ningún proyecto es perfecto y hay que estar consiente que pueden presentarse diversos obstáculos en el camino, pero la idea de implementar la Sure - Step está fundamentada en minimizar estos riesgo que pueden ocurrir en el proyecto y que si se fundamenta en unas fases especificas se pueda gestionar y finalizar con éxito, conllevando a que Plusagro S.A.S. pueda mejorar su cultura organizacional y siga con un crecimiento constante en el mercado.