Energy storage system sizing for smoothing power generation of direct wave energy converters
En este documento se estudia el problema del dimensionamiento de un sistema de almacenamiento de energía (ESS) para un convertidor directo de energía undimotriz (direct wave energy converter) conocido como SEAREV. El objetivo de este ESS es asegurar un perfil de producción ligera de energía. En primer lugar, se considera constante la salida de energía de referencia e igual a la producción promedio de energía durante un tiempo representativo (alrededor de dos horas).Se introducen dos estrategias de control de dos estados de carga para mantener a estos entre un par de límites, así como dos criterios de calidad de energía para cuantificar la diferencia entre la producción de energía real de la red y la del punto de referencia. Se analizó el ciclo de vida económico del ESS de acuerdo a su valoración de almacenamiento para el caso de la tecnología del supercapacitor. Asimismo, se estudió la expectativa de vida para determinar un reemplazo posible del ESS durante su tiempo de vida útil.
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Barrages and impoundments , a preliminary study of the potential for sustainable net energy capture obtainable by storage for tidally amplified release (?Ecostar? Scoping Model)
El estudio Severn Barrage de 1989, referenciado de forma cruzada con la experiencia de La Rance Barrage sobre la cual se basó, se emplea como el comparador principal contra el cual se explica un modelo preparatorio para los programas de almacenamiento y liberación de energía mareomotriz (tidal energy storage and release, TESAR) que examinan el potencial de extracción de energía neta a través de un intervalo de capacidades de rendimiento de agua de trabajo de turbina (turbine working water throughput capacities, WWTC) varias veces mayor, usando una generación de energía de doble vía y almacenamiento energético por bombeo. Se necesita un WWTC de 3,3 para crear el potencial de excursiones de nivel de agua detrás de la presa para ajustarlas con aquellas encontradas en las condiciones naturales de las mareas.Durante mareas bajas, existe la ventaja del mantenimiento de tal WWTC para aumentar el cociente de extracción de energía neta (energy extraction quotient, NEEQ) más allá del teórico máximo de 100% disponible en el modelo estandarizado de cálculo de energía potencial de cuenca plana orientada verticalmente (vertically sided flat-basin potential energy calculation model), transformando los prospectos en un desarrollo y un despliegue mejor en todos los aspectos de las capacidades de una planta hidroeléctrica y convirtiendo la TESAR en un sistema de extracción de energía parcialmente abierto.
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Proyecto de un parque eólico
Un parque eólico es un conjunto de aerogeneradores (o turbinas de viento) que se utilizan para la producción de energía eléctrica a través de la fuerza eólica. Pueden instalarse tanto en tierra como en el mar; las instalaciones más comunes son las primeras, mientras que las segundas se encuentran en una primera fase de explotación. El número de aerogeneradores que componen un parque eólico es muy variable y depende fundamentalmente de la superficie disponible y de las características del viento en el emplazamiento. Antes de montar un parque eólico, debe estudiarse la fuerza eólica en el emplazamiento elegido durante un tiempo (que suele ser superior a un año); para ello, se instalan veletas y anemómetros, y con los datos recogidos se traza una rosa de los vientos que indica las direcciones predominantes del viento y su velocidad.Este proyecto consiste en la construcción de un parque eólico, que incluye la elección del emplazamiento, los aerogeneradores, la obra civil, la obra eléctrica y el estudio económico. Este último permite garantizar la viabilidad del proyecto atendiendo a diferentes criterios de rentabilidad.
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Proyecto de un parque eólico
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Dynamic modelling of wind farm grid interaction
Este documento describe un modelo dinámico de un parque eólico y su red más cercana. Se pretende utilizar este modelo en estudios enfocados en la interacción dinámica entre un parque eólico y un sistema de energía, tanto en condiciones de operación normal como en situaciones de fallas de flujo constante en la red. Tal modelo comprende la subestación donde se conecta el parque, el sistema interno de recolección de energía del parque, los modelos eléctricos, mecánicos y aerodinámicos de las turbinas de viento y un modelo eólico. Se construyó el modelo integrado para permitir la evaluación de la calidad de la energía y las estrategias de control. Se implementó en la herramienta de simulación de sistemas de energía DIgSILENT.
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Applying time series to power flow analysis in networks ith high wind penetration
Con altos niveles de generación de energías renovables variables en los sistemas de distribución o transmisión, la aplicación de series de tiempo de demanda y generación al análisis de flujo energético puede ser ventajosa. A menudo, los datos sobre la demanda se encuentran disponibles gracias a mediciones históricas, mientras que la generación de energías renovables tales como la producción de turbinas eólicas pueden registrarse o determinarse a partir de las mediciones del recurso en el periodo de tiempo correspondiente. De esta manera, es posible emplear las soluciones de flujo energético con pasos temporales por hora durante un ańo para producir curvas de duración de carga para componentes del sistema.Este artículo propone el uso de este método por las instalaciones para determinar condiciones de sobrecarga o para especificar acuerdos de conexión no empresariales para nuevos generadores.
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Wind power forecast methods and very short-term steady-state analysis of an electrical distribution system
En años recientes, las características de los sistemas de distribución eléctrica han sido modificados de forma significativa por la presencia de una cantidad creciente de unidades de generación dispersa. Los sistemas de distribución tienen un comportamiento más activo que origina varias consideraciones técnicas nuevas a tener en cuenta, tales como la planeación y la operación de la red de distribución.Este estudio se enfocó en un análisis en estado estacionario de muy corto plazo de un sistema de distribución con parques eólicos. Se tomaron en cuenta varios métodos de pronóstico de energía eólica para obtener datos de entrada confiables para el análisis mencionado. Se muestran y se discuten aplicaciones numéricas con respecto a un sistema de distribución real de voltaje medio en presencia de parques eólicos conectados a diversas barras colectoras (busbars).
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Integration of wind power in medium voltage networks , voltage control and losses
Para una red de distribución, la conexión a unidades de generación es un desafío, ya que las rede distribuidas se planean, se construyen y se dimensionan para la conexión de carga. Los clientes se conectan normalmente a la red de distribución, y por ello la calidad del voltaje es una característica importante para estas. Actualmente, las redes de distribución de voltaje bajo y medio son muy pasivas, teniendo un control de voltaje y comunicación nulo o superficial. En varios casos, la única via factible para controlar el voltaje de la red es el cambiador de tomas bajo carga (on-load tap changer) en el transformador voltaje medio/alto. Las variaciones de voltaje y las pérdidas variables de la red son dos aspectos importantes en la conexión de las unidades de generación a la red de distribución.Reforzar una red existente construyendo nuevas líneas para lidiar con las variaciones de voltaje causadas por las unidades de generación distribuida y, de esta forma, aumentar la capacidad de esta en una red de distribución siempre es una buena solución, aunque costosa. En esta investigación se consideran otro tipo de soluciones que no requieran tal refuerzo. Se tratan tres métodos distintos: control coordinado del cambiador de tomas bajo carga, consumo reactivo de energía y reducción activa de energía.
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Power system operation with large-scale wind power in liberalised environments
Esta investigación tiene como tema central la cuestión de las consecuencias de la integración de energía eólica para un sistema energético existente. ¿Qué problemas surgen y qué soluciones están disponibles?, ¿es posible producir un tercio de la demanda de electricidad con energía eólica tipo tierra adentro (onshore) y marítima (offshore)? Para contestar a estos interrogantes, se calculó en primer lugar cuánta electricidad sería producida por futuros parques eólicos, así como cuándo. Esta información se incorporó a un modelo de simulación de un sistema energético existente. Tal modelo calcula qué estaciones deben encenderse y apagarse y en qué momento para satisfacer la demanda de electricidad a lo largo del año. Asimismo, se computa el intercambio de electricidad con otros países.Las simulaciones brindan un panorama de la confiabilidad, los costos y las emisiones de la generación de electricidad con y sin energía eólica. Un segundo modelo de simulación desarrollado en este estudio calcula cómo reacciona el sistema energético con respecto a la energía eólica en ciertas circunstancias (por ejemplo, una tormenta). Al combinar los dos modelos, se vuelven claros problemas potenciales con la integración de la energía eólica en el sistema; de manera similar, se estudian soluciones posibles, tales como plantas flexibles de energía eléctrica y almacenamiento energético.
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¿Pueden aprovecharse las bajas velocidades de viento en Colombia para el abastecimiento eléctrico? , un ejemplo hipotético
Colombia se caracteriza por disponer de un régimen de vientos considerados entre los mejores de América del Sur (con una clasificación de clase 7), principalmente en sus regiones costeras del norte, que alcanzan velocidades superiores a los 10 m/s y con un potencial estimado de energía eólica de 21 000 MW en el departamento de La Guajira. Este potencial se considera suficiente para abastecer la demanda colombiana de energía dos veces, siendo capaz de generar parques eólicos así como la planificación y el manejo de un sistema integrado de generación, cogeneración y distribución de energía. Sin embargo, el desconocimiento de la tecnología y del potencial energético eólico ha sido identificado desde tiempo atrás como uno de los principales obstáculos para ampliar la utilización de este recurso.En este artículo se realizó una revisión general sobre el recurso eólico disponible en varias regiones de Colombia. Con la finalidad de evaluar la viabilidad de generación eléctrica en zonas no convencionales de aprovechamiento de esta fuente, se seleccionó una zona con velocidad de vientos entre 3 y 4 m/s, y se diseñó un sistema eólico de baja potencia para abastecer de electricidad a un hogar rural. Se realizó una evaluación económica del sistema diseñado.
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¿Pueden aprovecharse las bajas velocidades de viento en Colombia para el abastecimiento eléctrico? , un ejemplo hipotético
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Connection criteria at the distribution network for wind power plants in Croatia
Este documento se enfoca en los criterios de conexión en la red de distribución para generación distribuida en Croacia. Como ejemplo, se ilustra el análisis técnico requerido en caso de la conexión de un sistema de conversión de energía eólica (wind energy conversion system, WECS) a un nivel de voltaje nominal de 10 kV. Se cubren al menos aspectos computacionales de la red de distribución tales como la determinación de la energía máxima permitida del WECS en el sitio, la predicción de las fluctuaciones de energía con respecto a los cambios en las velocidades del viento, la evaluación de la estabilidad ángulo/voltaje, la computación de la capacidad de cortocircuito y la estimación de la calidad de energía, la discusión de la posible interacción con los sistemas de protección existente y sugerencias para un perfil eventual de voltaje en la red.
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