Inserción electroquímica de litio en la solución sólida Nb8-nW9+nO47 (1<n <6)

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) UANL

Caracterización electroquímica de la inserción de litio en MnNb2O6 (M= Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd) y en Li3X2NbO6 (X= Mn, Co, Ni)

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) UANL

Estudio electroquímico de la inserción de litio en los vanadatos MxV2O5+x[M=Ni,Zn; x=1,2,3:M=Cd;x=1,2]

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) UANL

Inserción electroquímica de litio en compuestos de fórmula general MWO4 (M= Co, Cu, Mn, Ni, Zn, y Zn) preparados por dos rutas de síntesis [por] Sagrario Martínez Montemayor

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) U.A.N.L.

Síntesis y caracterización de un nuevo tio-sistema vítreo Li²S-Sb²S³

Tesis (Doctorado en Ciencias Químicas con especialidad en Ingeniería Cerámica) U.A.N.L., Facultad de Ciencias Químicas.

Síntesis, caracterización, propiedades eléctricas y electroquímicas de Na₃V₂-xAlx(PO₄)2F₃ (x=0,0.02, 0.05, 0.1) como cátodos para su aplicación en baterías de ion-litio

Propósito y Método del Estudio: La demanda de baterías recargables ha aumentado de manera significativa cada año durante la última década impulsada por las necesidades vinculadas con el desarrollo tecnológico (portabilidad, alto desempeño de dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos). La batería ión-litio es el dispositivo de mayor consumo, está diseñado para el almacenamiento y conversión de energía eléctrica basado en electrodos de intercalación. En la actualidad los esfuerzos están dirigidos a la mejora y/o remplazo de los componentes actuales de las baterías: ánodo, cátodo (LiCoO2) y electrolito, por materiales que tengan más altos rendimientos en términos de energía, potencia, costo, confiabilidad, tiempo de vida y seguridad. En este trabajo de investigación se prepararon y caracterizaron cuatro compuestos Na3V2-xAlx(PO4)2F3 (x= 0, 0.02, 0.05, 0.1) como materiales catódicos para baterías ión-litio. Estos materiales se obtuvieron mediante el método Pechini. La caracterización morfológica y microestructural se llevó a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), el análisis textural por Fisisorción de N2 por la técnica BET; la composición química y cristalográfica se determinó por Espectroscopia de Emisión de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES), Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos X (EDXS) y Difracción de Rayos X (XRD), mientras que por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) se realizó la caracterización eléctrica; por último la aplicación de los materiales como cátodos en baterías ión-litio se evaluó mediante pruebas Galvanostáticas de carga/descarga. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las condiciones de síntesis para los materiales Na3V2-xAlx(PO4)2F3 x= 0, 0.02, 0.05 y 0.1 vía método Pechini. El dopaje de la fase Na3V2-xAlx(PO4)2F3 se llevó a cabo con éxito hasta x=0.1 moles de aluminio, dado que se conservó la estructura cristalina tetragonal del Na3V2(PO4)2F3 (JCPDS 01-089-8485). Los materiales obtenidos tienen una microestructura formada por partículas de forma granular de tamaño nanométrico (40-100nm), esto se atribuye al efecto del carbono residual en la muestra (en promedio 8% en peso) ya que inhibe el crecimiento de partícula, además que permite mejorar el contacto entre las partículas lo que beneficia a la conductividad electrónica del material. Los materiales obtenidos tienen en promedio un tamaño de poro de 20 nm, con un área superficial del orden 30 m2/g. La fase con 0.05 moles de aluminio presentó el mejor resultado bajo las condiciones de estudio. Conjuga dos de las características básicas de una batería, presenta una alta capacidad de carga/descarga (123/101 mAh/g a un voltaje de celda de 4.4 V vs Li) y una buena capacidad de retención (82%), en comparación al material sin dopar (128/63 mAh/g y 49% de retención). Por lo anterior, el dopaje de la fase Na3V2(PO4)2F3 con Al, logró la estabilización de la estructura frente a los procesos de ciclado. Por lo cual es un material prometedor para su aplicación como cátodos en baterías ión-litio o ión-sodio.

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

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

Integración de baterías en sistemas fotovoltaicos conectados a red

La situación actual del mercado energético en España y el imparable aumento de las tasas por parte de las eléctricas, está fomentando la búsqueda de fuentes de energía alternativas que permitan a la población poder abastecerse de electricidad, sin tener que pagar unos costes tan elevados. Para cubrir esta necesidad, la energía fotovoltaica y sobretodo el autoconsumo con inyección a red o balance neto, está adquiriendo cada vez más importancia dentro del mundo energético. Pero la penetración de esta tecnología en la Red Eléctrica Española tiene un freno, la desconfianza por parte del operador de la red, ya que la fotovoltaica es una fuente de energía intermitente, que puede introducir inestabilidades en el sistema en caso de alta penetración. Por ello se necesita ganar la confianza de las eléctricas, haciendo que sea una energía predecible, que aporte potencia a la red eléctrica cuando se le pida y que opere participando en la regulación de la frecuencia del sistema eléctrico. Para tal fin, el grupo de investigación de Sistemas Fotovoltaicos, perteneciente al IES de la UPM, está llevando a cabo un proyecto de investigación denominado PV CROPS, financiado por la Comisión Europea, y que tiene por objetivo desarrollar estas estrategias de gestión. En este contexto, el objetivo de este Proyecto Fin de Carrera consiste en implementar un Banco de Ensayos con Integración de Baterías en Sistemas FV Conectados a Red, que permita desarrollar, ensayar y validar estas estrategias. Aprovechando la disponibilidad para usar el Hogar Digital, instalado en la EUITT de la UPM, hemos montado el banco de ensayos en un laboratorio contiguo, y así, poder utilizar este Hogar como un caso real de consumos energéticos de una vivienda. Este banco de ensayos permitirá obtener información de la energía generada por la instalación fotovoltaica y del consumo real de la "casa" anexa, para desarrollar posteriormente estrategias de gestión de la electricidad. El Banco de Ensayos está compuesto por tres bloques principales, interconectados entre sí:  Subsistema de Captación de Datos y Comunicación. Encargado de monitorizar los elementos energéticos y de enviar la información recopilada al Subsistema de Control. Formado por analizadores de red eléctrica, monofásicos y de continua, y una pasarela orientada a la conversión del medio físico Ethernet a RS485.  Subsistema de Control. Punto de observación y recopilación de toda la información que proviene de los elementos energéticos. Es el subsistema donde se crearán y se implementarán estrategias de control energético. Compuesto por un equipo Pxie, controlador empotrado en un chasis de gama industrial, y un equipo PC Host, compuesto por una workstation y tres monitores.  Subsistema de Energía. Formado por los elementos que generan, controlan o consumen energía eléctrica, en el Banco de Ensayos. Constituido por una pérgola FV, un inversor, un inversor bidireccional y un bloque de baterías. El último paso ha sido llevar a cabo un Ejemplo de Aplicación Práctica, con el que hemos probado que el Banco de Ensayos está listo para usarse, es operativo y completamente funcional en operaciones de monitorización de generación energética fotovoltaica y consumo energético. ABSTRACT. The current situation of the energetic market in Spain and the unstoppable increase of the tax on the part of the electrical companies, is promoting the search of alternative sources of energy that allow to the population being able to be supplied of electricity, without having to pay so high costs. To meet this need, the photovoltaic power and above all the self-consumption with injection to network, it is increasingly important inside the energetic world. It allows to the individual not only to pay less for the electricity, in addition it allows to obtain benefits for the energy generated in his own home. But the penetration of this technology in the Electrical Spanish Network has an obstacle, the distrust on the part of the operator of the electrical network, due to the photovoltaic is an intermittent source of energy, which can introduce instabilities in the system in case of high penetration. Therefore it´s necessary to reach the confidence of the electricity companies, making it a predictable energy, which provides with power to the electrical network whenever necessary and that operates taking part in the regulation of the frequency of the electric system. For such an end, the group of system investigation Photovoltaic, belonging to the IES of the UPM, there is carrying out a project of investigation named PV CROPS, financed by the European Commission, and that has for aim to develop these strategies of management. In this context, the objective of this Senior Thesis consists in implementing a Bank of Tests with Integration of Batteries in Photovoltaic Systems Connected to Network, which allows developing, testing and validating these strategies. Taking advantage of the availability to use the Digital Home installed in the EUITT of the UPM, we have mounted the bank of tests in a contiguous laboratory to use this Home as a real case of energetic consumptions of a house. This bank of tests will allow obtaining information of the energy generated by the photovoltaic installation and information of the royal consumption of the attached "house", to develop later strategies of management of the electricity. The Bank of Tests is composed by three principal blocks, interconnected each other:  Subsystem of Gathering of data and Communication. In charge of monitoring the energetic elements and sending the information compiled to the Subsystem of Control. Formed by power analyzers, AC and DC, and a gateway for the conversion of the Ethernet physical medium to RS485.  Subsystem of Control. Point of observation and compilation of all the information that comes from the energetic elements. It is the subsystem where there will be created and there will be implemented strategies of energetic control. Composed of a Pxie, controller fixed in an industrial range chassis, and a PC Host, formed by a workstation and three monitors.  Subsystem of Energy. Formed by the elements of generating, controlling or consuming electric power, in the Bank of Tests. Made of photovoltaic modules, an inverter, a twoway inverter and a batteries block. The last step has been performing an Example of Practical Application we have proved that the Bank of Tests is ready to be used, it´s operative and fully functional in monitoring operations of energetic photovoltaic generation and energetic consumption.

Diseño e implementación de un sistema de test y despasivación de baterías de Litio basado en LabVIEW

Estudio y resolución del fenómeno de la pasivación en baterías de Cloruro de Tionilo de Litio (LiSOCl2) a través de LabVIEW

Aportaciones al diseño del control jerárquico de microrredes eléctricas

182 p.

Proyecto de instalación eléctrica para el abastecimiento de una vivienda mediante energías renovables

El proyecto se centra en abastecer la demanda eléctrica del Centro Canino Berquier (Añorbe – Zona Media de Navarra), que cuenta una residencia canina, una consulta veterinaria y una vivienda, mediante un sistema aislado de la red y el uso de energías renovables. El abastecimiento de energía eléctrica mediante energías renovables, contará con un sistema de generación, almacenamiento y distribución, para garantizar un suministro en cantidad y calidad suficiente, del Centro Canino Berquier, Entre las opciones de abastecimiento doméstico renovable, tras un análisis preliminar de los recursos existentes en el emplazamiento del Centro Canino Berquier, se opta por una instalación híbrida eólica fotovoltaica autónoma, respaldada por un grupo electrógeno. Para el correcto dimensionado del mismo, se han seguido los siguientes pasos: - Estimación de los consumos del Centro Canino Berquier. - Caracterización del potencial eólico, evaluación y selección de la turbina eólica. - Radiación solar disponible, dimensionado, inclinación y orientación del generador FV. - Determinación de la capacidad de las baterías y del resto de componentes del sistema. - Cálculo del cableado y elementos de protección. - Esquema de conexiones. Si bien el proyecto, aparentemente, no aporta valor añadido en cuanto a la solución adoptada, (se ha empleado una tecnología técnicamente evaluada y económicamente viable), resulta recomendable como guía a la hora de afrontar proyectos de abastecimiento similares al nuestro.

LiMn2-xGexO4 como material catódico para baterías de ión-litio

32 p.

Diseño y montaje de un identificador y conmutador para carga de baterías en serie

[ES]El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un circuito identificador y conmutador para carga de baterías en serie autónomo. La funcionalidad de este dispositivo es determinar cual es la batería menos cargada de un banco de baterías de ácido plomo que alimenta un coche al estándar de 48 voltios(conformado por cuatro baterías de 12 voltios). Una vez determinado cual es la batería menos cargada debe re-­‐ direccionar la corriente dada por una placa solar a dicha batería. Todo esto debe hacerlo de forma autónoma, a través de un programa específico, implementado en un microcontrolador. En las diferentes fases del proyecto se ha diseñado el software, se ha diseñado y montado el hardware y se ha verificado su correcto funcionamiento. Además se presentan los costes y la viabilidad de una propuesta de fabricación estandarizada a partir de los planos resultantes del proyecto. Este proyecto surge como respuesta a la actual necesidad de aumentar la limitada autonomía de los coches eléctricos y hacerlos más eficientes. El proyecto se ha llevado a cabo en el laboratorio de electrónica de la ETSI de Bilbao y pretende promover el uso de los coches eléctricos y energías renovables.

El vehículo eléctrico en el ámbito de las microrredes eléctricas.

[ES]En este trabajo se propone el diseño técnico de una microrred eléctrica para la recarga domestica del vehículo eléctrico a partir de energías renovables. Para ello se realizará un estudio del emplazamiento de la instalación y con los datos obtenidos se decidirá la fuente de generación renovable más adecuada para satisfacer el requerimiento de energía para la recarga. A continuación se elegirán los componentes que completen la instalación.

Análisis de la influencia de los sistemas de puesta a tierra en la eficiencia de instalaciones eléctricas de baja tensión residenciales e industriales.

[EN]Nowadays, global society is more aware of electrical energy’s risks than never before, and electrical safety has turned a priority when a new installation is designed. So, a great protection to an unwanted electric hazard is required, being specially careful with indirect contacts. If a circuit has an insulation failure and an indirect contact is produced, there is risk of an accidental electrocution, risk that must be avoided by making a good choice of the grounding methodology and properly coordinating the electrical protections in the installation. In order to minimize that risk, a study of low voltage industrial and residential installation’s grounding methodologies is introduced, analyzing the tree grounding methodologies internationally accepted (TT, TN, IT). In addition, two real examples are solved (using a computer-aided engineering software), confirming the results of the theoretical study.