Diseño y cálculo de una instalación de bombeo

Duración (en horas): De 41 a 50 horas Nivel educativo: Grado

Evaluación de la instalación de un campo generador fotovoltaico para suministro de energía eléctrica del sistema de reinyección por bombeo en la Central Geotérmica de Berlín

La presente investigación plantea la determinación de la factibilidad técnica, económica y ambiental de la instalación de un generador fotovoltaico de 1.5 MW de potencia para suministro de energía eléctrica de un sistema de reinyección por bombeo ubicado en Central Geotérmica de Berlín, con la finalidad de disminuir el consumo y facturación eléctrica del sistema. El trabajo de grado estuvo enmarcado en el tipo de investigación denominado proyecto factible, ya que se elaboró y desarrolló una propuesta de generador fotovoltaico destinado a atender las necesidades de consumo eléctrico del sistema de reinyección por bombeo en LaGeo. El proyecto tuvo el apoyo de una investigación de tipo documental y de campo. Las componentes que conforman el campo fotovoltaico fueron seleccionadas cuidadosamente tomando en cuenta datos técnicos del equipo y la valoración económica de los mismos. El análisis técnico del campo fotovoltaico arrojó que éste sólo cubre el 42.76% de la demanda eléctrica del sistema de reinyección por bombeo, por lo que se concluye que el campo solar no satisface la necesidad de consumo eléctrico del sistema de bombeo. Es decir, no es factible conectarse de manera aislada al sistema de reinyección por lo que debe proyectarse el generador como un sistema de respaldo conectado a red. Para el estudio de factibilidad económica se realizaron dos escenarios de precio de venta de energía. La VAN y TIR resultante en el escenario 1 (precio de venta de $235.00) fue de $5,386.70 y 8.82% respectivamente. Con este análisis el precio de venta sería atractivo para el ejecutor ya que obtendría una rentabilidad por encima de la exigida percibiendo ingresos pero no podría competir con los precios de mercado de otras fuentes de energía. Mientras que los valores obtenidos en el análisis de escenario 2 (precio de venta MRS del mercado) la VAN resultante fue de $ -933,001.245 y una TIR de 0.20%; de éstos se determinó que el proyecto no es rentable, ya que no se podría autosostener el financiamiento causando más egresos que ingresos. Y finalmente, en cuanto a su factibilidad ambiental, el proyecto se categorizó como perteneciente al Grupo B, categoría 1, que corresponde a las actividades, obras o proyectos con potencial impacto ambiental leve, en cuyo caso no se requirió hacer un estudio de impacto ambiental sino la realización de un formulario ambiental para proyectos de generación de energía eléctrica mediante tecnología fotovoltaica emitido por el Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

Sistema de control para optimizar la eficiencia de un equipo fotovoltaico de bombeo directo accionado por un motor de inducción

El objetivo principal está recogido en el título de la Tesis. Ampliando éste para hacerlo más explícito, puede decirse que se trata de “desarrollar un sistema de control para que una instalación fotovoltaica de bombeo directo con una bomba centrífuga accionada por un motor de inducción trabaje de la forma más eficiente posible”. Para lograr ese propósito se establecieron los siguientes objetivos específicos: 1. Diseñar y construir un prototipo de instalación fotovoltaica de bombeo directo que utilice principalmente elementos de bajo coste y alta fiabilidad. Para cumplir esos requisitos la instalación consta de un generador fotovoltaico con módulos de silicio monocristalino, una bomba centrífuga accionada por un motor de inducción y un inversor que controla vectorialmente el motor. Los módulos de silicio monocristalino, el motor asíncrono y la bomba centrífuga son, en sus respectivas categorías, los elementos más robustos y fiables que existen, pudiendo ser adquiridos, instalados e incluso reparados (el motor y la bomba) por personas con una mínima formación técnica en casi cualquier lugar del mundo. El inversor no es tan fiable ni fácil de reparar. Ahora bien, para optimizar la potencia que entrega el generador y tener algún tipo de control sobre el motor se necesita al menos un convertidor electrónico. Por tanto, la inclusión del inversor en el sistema no reduce su fiabilidad ni supone un aumento del coste. La exigencia de que el inversor pueda realizar el control vectorial del motor responde a la necesidad de optimizar tanto la operación del conjunto motor-bomba como la del generador fotovoltaico. Como más adelante se indica, lograr esa optimización es otro de los objetivos que se plantea. 2. Reducir al mínimo el número de elementos de medida y control que necesita el sistema para su operación (sensorless control). Con ello se persigue aumentar la robustez y fiabilidad del sistema y reducir sus operaciones de mantenimiento, buscando que sea lo más económico posible. Para ello se deben evitar todas las medidas que pudieran ser redundantes, tomando datos sólo de las variables eléctricas que no pueden obtenerse de otra forma (tensión e intensidad en corriente continua y dos intensidades en corriente alterna) y estimando la velocidad del rotor (en vez de medirla con un encoder u otro dispositivo equivalente). 3. Estudiar posibles formas de mejorar el diseño y la eficiencia de estas instalaciones. Se trata de establecer criterios para seleccionar los dispositivos mas eficientes o con mejor respuesta, de buscar las condiciones para la operación óptima, de corregir problemas de desacoplo entre subsistemas, etc. Mediante el análisis de cada una de las partes de las que consta la instalación se plantearán estrategias para minimizar pérdidas, pautas que permitan identificar los elementos más óptimos y procedimientos de control para que la operación del sistema pueda alcanzar la mayor eficiente posible. 4. Implementar un modelo de simulación del sistema sobre el que ensayar las estrategias de control que sean susceptibles de llevar a la práctica. Para modelar el generador fotovoltaico se requiere un conjunto de parámetros que es necesario estimar previamente a partir de datos obtenidos de los catálogos de los módulos a utilizar o mediante ensayos. Igual sucede con los parámetros para modelar el motor. Como se pretende que el motor trabaje siempre con la máxima eficiencia será necesario realizar su control vectorial, por lo que el modelo que se implemente debe ser también vectorial. Ahora bien, en el modelo vectorial estándar que normalmente se utiliza en los esquemas de control se consideran nulas las pérdidas en el hierro, por lo que sólo se podrá utilizar ese modelo para evaluar la eficiencia del motor si previamente se modifica para que incluya el efecto de dichas pérdidas. 5. Desarrollar un procedimiento de control para que el inversor consiga que el motor trabaje con mínimas pérdidas y a la vez el generador entregue la máxima potencia. Tal como se ha mencionado en el primer objetivo, se trata de establecer un procedimiento de control que determine las señales de consigna más convenientes para que el inversor pueda imponer en cada momento al motor las corrientes de estator para las que sus pérdidas son mínimas. Al mismo tiempo el procedimiento de control debe ser capaz de variar las señales de consigna que recibe el inversor para que éste pueda hacer que el motor demande más o menos potencia al generador fotovoltaico. Actuando de esa forma se puede lograr que el generador fotovoltaico trabaje entregando la máxima potencia. El procedimiento de control desarrollado se implementará en un DSP encargado de generar las señales de referencia que el inversor debe imponer al motor para que trabaje con mínimas pérdidas y a la vez el generador fotovoltaico entregue la máxima potencia.

Diseño e instalación de sistema de riego localizado y aspersión de 15 hectáreas en la finca de la UNA El Plantel, Masaya, 2016.

El presente trabajo de culminación de estudio comprende la descripción de las distintas etapas que se realizó el proyecto de Diseño e instalación de riego localizado y aspersión en la finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria (UNA). En la primera etapa se realizó la perforación del pozo, se utilizó un equipo de perforación marca Bucyrus-Erie” por el método de Percusión y Tipo de Broca “California”, en un periodo de 35 días, acumulando un total de 420 horas máquina-hombres para obtener una profundidad de 500 pies. Se encontró el nivel estático del agua a los 170 pies y manto acuífero a los 175 pies de profundidad. Se instaló un equipo de bombeo sumergible de 100 HP, 460 voltios, acoplado a un motor FRANKLIN eléctrico. Se realizaron cuatro pruebas de aforamiento con un nivel estático inicial de 169.5 pies con un caudal de descarga libre de 650 galones por minuto y dos pruebas de recuperación del nivel dinámico. La segunda etapa está comprendida por el levantamiento topográfico planimétrico y altimétrico para trazar las curvas a nivel del área comprendida para el posterior diseño de sistemas de riego. Tercera etapa en donde se realizó la lotificación del área, según los diferentes cultivos propuestos y en la última etapa se realizó el diseño hidráulico y geométrico de los distintos sistemas definiendo las dimensiones de tuberías, espaciamiento, accesorios, válvulas, aspersores, goteros, cintas, distancia entre aspersores y caudales por unidad de riego y presión de trabajo.

Guía Técnica: Diseño e Instalación de Sistemas Fotovoltaicos Autónomos y Conectados a la Red a pequeña escala

La Universidad Nacional Agraria (UNA), en el proceso de cumplimiento con sus tres ejes fundamentales (Docencia – Investigación - Extensión), de su quehacer como institución académica superior, a través del Laboratorio de Innovación y Desarrollo de Energías Renovables (LIDER), ejecuta el proyecto “Sistemas fotovoltaicos aislados para electrificación rural en comunidades de las micro cuencas Las Jaguas, Orocuina y El Espinal”, con el propósito de contribuir al desarrollo de las energías renovables a nivel rural, principalmente con las familias más alejadas de los sectores urbanos y con menos acceso a la capacitación técnica en diversos ámbitos. Dicho proyecto fue posible gracias al apoyo brindado por la Secretaría General de la Organización de los Estados Americanos (SG/OEA), a través de la iniciativa “Comunidades Sostenibles en Centro América y el Caribe”, dando lugar a la edición y publicación de la presente guía.

Diseño y cálculo de una nave industrial para instalación de cogeneración

Diseño y cálculo de una nave industrial para la posterior instalación de una planta de cogeneración.

Análisis y estudio técnico de una instalación industrial para la fabricación de tubos de acero sin costura

[ES]En este trabajo se analiza el proceso de fabricación de tubos de acero sin soldadura en la planta de Tubos Reunido Industrial (en lo sucesivo TRI) en la localidad alavesa de Amurrio. Además, se acompaña el análisis con puntualizaciones sobre las alternativas aplicables en cada paso del proceso y la conveniencia de aplicarlas en la planta estudiada. De esta manera se realiza un estudio de los procesos y equipos requeridos para los distintos pasos que se dan para fabricar tubos de acero sin soldadura de gran calidad a partir de chatarra de acero. Así mismo, dada la importancia de la calidad y el medio ambiente en la estrategia de TRI, se aporta también en este trabajo un resumen de los métodos utilizados en estas áreas.

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.

Instalación de sistema contra incendios de un almacen de calzado.

Diseño, realización de planos y cálculos necesarios para la instalación de un sistema de protección contra incendios en un almacen de calzado.

Instalación de paneles solares fotovoltaicos en vivienda unifamiliar en la Rioja Alavesa (Oyón).

[ES]En una vivienda unifamiliar ya construida y sin conectar a la red eléctrica, situada en Oyón, en la provincia de Álava (al lado de Logroño), se pretenden instalar paneles solares fotovoltaicos en el tejado, de modo que sea autónoma energéticamente hablando. Debido a que se usa como segunda residencia, y básicamente en los meses de buen tiempo, puede ser una inversión interesante

Sistema de control y supervisión para una instalación industrial basado en técnicas de computación en la nube.

[ES]Hasta ahora, el control y monitorización de una instalación industrial se realiza desde la sala de control situada en las propias instalaciones de la planta. Cada unidad de control guarda y envía los datos a un ordenador que después se envían a uno central, siguiendo un orden jerárquico, en el que se visualizan ante un operario. Hoy en día, sin embargo, con el auge de los dispositivos móviles inteligentes, se puede conseguir que esa supervisión de la planta industrial se pueda hacer desde cualquier lugar. Podemos visualizar esos datos de control en nuestra mano y mandar órdenes a cada unidad desde nuestro teléfono inteligente. Esto es lo que se ha conseguido hacer con este proyecto, en el que se ha modelizado una instalación industrial basada en una cadena de montaje con tres unidades.

Aporte adicional de energía renovable geotérmica a instalación con cogeneración en hospital existente.

[ES]Este proyecto tiene como objetivo apoyar a la generación de energía por cogeneración mediante una fuente de energía renovable. Se pretende plantear una solución que satisfaga parte de las necesidades básicas del Hospital Universitario de Álava, en su sede del Hospital de Santiago, de una forma económicamente rentable. Este proyecto se enmarca dentro de los esfuerzos en la promoción de energías renovables que comenzaron con el protocolo Kioto, al que le siguieron los objetivos Europa 20/20/20. Se realizará un acercamiento a la utilización de la energía renovable geotérmica como fuente de energía que disminuye el impacto ambiental. El edificio hospitalario considerado ya cuenta con un sistema de generación energética con cogeneración, considerada dentro del régimen especial, por la utilización de energía residual para procesos que de otra manera hubieran requerido consumo de combustible. Se plantearán diferentes alternativas para la generación de energía térmica con geotermia, que al ser de origen renovable, es una fuente de energía de combustibles no fósiles, y se demostraran sus beneficios analizando cómo mejora la huella de carbono del hospital con la propuesta. Finalmente, para valorar si se trata de un proyecto viable se planteará el estudio económico analizando el presupuesto y análisis de rentabilidad.

Diseño y cálculo de una instalación de saneamiento en una urbanización.

[ES]El proyecto a realizar consiste en el diseño y dimensionamiento de una red separativa de aguas en una urbanización. El objetivo principal es conseguir un correcto dimensionamiento tanto de los colectores como de los elementos auxiliares de la red.

Desarrollo de una aplicación software para la monitorización de una instalación solar fotovoltaica.

[ES]El Dpto de Ingeniería Eléctrica en la ETSI de Bilbao dispone, en uno de sus laboratorios destinados a la docencia e investigación, de una instalación de generación solar fotovoltaica. Este TFG ha realizado una aplicación software que monitoriza dicha instalación, con el objetivo de poder posteriormente supervisar y analizar el funcionamiento óptimo de la misma.