Revista energytech news vol 2

Energiacutea solar limpia y posibleEnergiacutea solar limpia y posible

aacute C

ameacuter

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[Contenido]

EditorialEnergiacutea Solar Limpia y Posible [3]

Energiacuteas limpiasUn parque eoacutelico marino de uacuteltima generacioacuten puede ahorrar hastamillones de toneladas de CO2 6[6]Estableciendo los estaacutendares internacionales para la seguridad corporativaen la industria de la energiacutea[8]

Informe especialColombia lista para el Solar Decathlon 2015[12]ABB y Solar Impulse se preparan para su vuelo histoacuterico alrededor del mundo[16]En la Guajira se encuentra la instalacioacuten hiacutebrida solar aislada maacutesgrande de Colombia[18]Generar energiacutea limpia a traveacutes del sol con un nuevo Sistema Fotovoltaico[21]Haciendo la energiacutea solar econoacutemica[22]Solvay Torre la Vega mejora la eficiencia energeacutetica y reduce lasemisiones con motores IE3 Efficiency Premium de ABB[24]

TecnologiacuteaLo nuevo de NI para Colombia[26]Control hiacutebrido conmutado como alternativa tecnologicapara la eficiencia energeacutetica[28]

InfografiacuteaUnderstanding the grid[34]

Alrededor del mundoDescubra los eventos maacutes importantes del sector en el presente trimestre[36]

Directores GeneralesYucef Alejandro Patintildeo RugeSandra Milena Moreno Pinilla

theenergytechnewsgmailcom

Editor JefeYucef Alejandro Patintildeo Rugeyucefalejandrogmailcom

Directora de ArteSandra Milena Moreno Pinillasandrammorenopgmailcom

Director Teacutecnico InvitadoAndreacutes Jaramillo

Ejecutivas ComercialesMelisa Toro

Andrea Fajardotheenergytechnewsgmailcom

Disentildeo y diagramacioacutenConsentidos Comunicaciones

comunicacionesconsentidos comunicacionestk

Volumen 2 Enero-Marzo 2015 Bogotaacute Colombia Surameacuterica

Energiacutea Solar Limpia y PosibleAnalizar queacute factores criacuteticos de eacutexito favorecen al uso de la energiacutea del sol es un ejercicio importante y necesario para beneficiar a la comunidad y al medio ambiente pero tambieacuten porque son atractivos como negocio

Por Marcos Matias Presidente de Schneider Electric para laRegioacuten Andina

Desde el antildeo pasado China se ha convertido en el paiacutes que mayor ener-giacutea solar transforma para su consumo superando a Alemania Estados Unidos y la India en un ranking que produce Cleantechnica un ente

de anaacutelisis sobre el uso de energiacuteas renovables en el mundo El impacto del nuevo rol de China como liacuteder en energiacutea solar puede ser valioso en cuanto a la comercializacioacuten de productos relacionados con la generacioacuten energeacutetica sus costos e incluso las inversiones en investigacioacuten y desarrollo que aceleraraacuten auacuten maacutes los modelos de aprovechamiento del sol para obtener electricidad

Los costos son un liacutemite importante a superar Seguacuten la firma de investi-gaciones Solar Sphere en 1953 los paneles solares transformaban apenas el 45 de la energiacutea que recibiacutean para 2012 60 antildeos despueacutes se pasoacute a absorber hasta el 15 y maacutes allaacute del 2015 se espera que la proporcioacuten pase al 235 y aumente positivamente en las siguientes deacutecadas Y mientras la capacidad de absorcioacuten aumenta de forma relativamente lenta los costos por vatio por hora tambieacuten descienden a buen ritmo pasando de maacutes de 7 doacutelares en 1985 a algo menos de 2 doacutelares en 2011 en cuanto al costo de un Vatio por hora

Particularmente en LATAM paiacuteses como Meacutexico Brasil Peruacute Chile han venido desarrollando proyectos de aprovechamiento solar sin embargo en Colombia las cifras deben mejorar y se debe asumir con mayor responsa-bilidad la necesidad de adopcioacuten de energiacuteas limpias para suplir la demanda convencional de su uso y beneficioDe esta forma nos sintonizamos con esta nueva ola de consumo apoyada por las grandes economiacuteas del planeta y asiacute se pasa de la teoriacutea a la praacutectica en cuanto al uso de la energiacutea solar

Peruacute por su parte comienza a ser reconocida fuertemente por el desplie-gue y aprovechamiento del sol como fuente de energiacutea Seguacuten la multinacional espantildeola Grenergy liacuteder de los proyectos de este tipo desplegados en esa nacioacuten ldquoeste paiacutes se constituiraacute en un referente del sector en Latinoameacutericardquo

Teniendo en cuenta las posibilidades y caracteriacutesticas de la geografiacutea de Colombia de la congruencia en la velocidad de adopcioacuten de nuevos modelos de gestioacuten de energiacutea limpia de naciones como Brasil y Meacutexico es eviden-te que no estamos haciendo la tarea completa maacutes allaacute de las iniciativas eoacutelicas y solares de la Guajira las cuales a pesar de la generacioacuten exitosa de energiacutea deberiacutean ser difundidas con mayor iacutempetu de forma tal que los empresarios vean los beneficios y las posibilidades de ahorro e inversioacuten en energiacutea solar

Dr Marcos Matias Presidente de Schneider Electric para la Regioacuten Andina

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Creo que es un buen momento para reflexionar sobre las poliacuteticas e iniciati-vas que debemos realizar como empresarios para mejorar el uso de energiacuteas limpias en nuestro portafolio de proveedores

La tarea tiene loacutegica si se anotan los beneficios de reduccioacuten de costos y man-tenimiento en un nivel bajo de la huella de carbono Pero parece maacutes sencilla si se asume la tarea por proyectos medibles y justificables en el tiempo y el espacio

Existen muacuteltiples alternativas de implementar proyectos yo aplicaciones de uso de energiacutea solar Como paiacutes podemos empezar con opciones tales como paneles solares para la generacioacuten de energiacutea de las caacutemaras de seguridad iluminacioacuten puacuteblica complejos educacionales deportivos complejos habitacionales lejanos a las redes de distribucioacuten convencionales etc Esto les daraacute mayor autonomiacutea y po-sibilidades de instalacioacuten mientras reduce los costos fijos de consumo energeacutetico

iquestSe puede ir maacutes lejos Si Los empresarios debemos comenzar a mirar proveedores de calidad que ofrezcan garantiacutea y servicios para comenzar a analizar el siguiente paso en cuanto al uso de energiacuteas renovables Los paneles solares son una buena opcioacuten pero existen otras opciones tambieacuten muy limpias y posiblemente muy eficientes en costos

Acerca de Marcos Matias Presidente de Schneider Electric para la Regioacuten AndinaMarcos Matias es Ingeniero Eleacutectrico egresado Universidad Mackenzie de Brasil y cuenta con una amplia experiencia en las diferentes liacuteneas de negocio como Energy Buildings y Power de la compantildeiacutea En Schneider Electric obtuvo el PM1 (Professional Manager 1) formacioacuten que tuvo lugar en Dubai y en Pariacutes De igual manera cuenta con estudios superiores de MBACon maacutes de 20 antildeos de experiencia en la empresa Marcos Matias ha estado a cargo de distintas aacutereas dentro de Schneider Electric en Brasil como Vicepresidente de la Unidad de Negocio Buildings para Latino Ameacuterica Director de Proyectos y Servicios y de la Faacutebrica Sumareacute Gerente del Equipo Comercial en Brasil Gerente del Equipo Teacutecnico Comercial de Ofertas Equipamientos Marketing Equipamientos MT y BT y Jefe de Producto SM6

Despueacutes de ser durante 2 antildeos Vicepresidente para la Unidad de Negocio Buildings en Latino Ameacuterica ascendioacute al cargo de presidente para la Regioacuten Andina gracias a los importantes resultados obtenidos en su trayectoria dentro de la organizacioacuten como la integracioacuten de Pelco dentro de la unidad de negocio Buildings Ademaacutes durante su direccioacuten de la planta de Sumareacute logroacute pasar de 70 colaboradores a 500 lo que demuestra su capacidad para liderar y crear equipos de trabajo con resultados financieros extraordinarios para Schneider Electric

Acerca de Schneider ElectricComo especialista global en gestioacuten de energiacutea y con operaciones en maacutes de 100 paiacuteses Schneider Electric ofrece soluciones integrales a traveacutes de diferentes segmentos de mercado incluyendo posiciones de liderazgo en energiacutea e infraestructura procesos industriales automatizacioacuten de edificios y centros de datosredes asiacute como una amplia presencia en aplicaciones re-sidenciales Enfocado a generar energiacutea segura confiable eficiente produc-tiva y ecoloacutegica Los maacutes de 150000 empleados de la compantildeiacutea alcanzaron ventas de 24 billones de euros en 2013 pensando en el compromiso activo de ayudar a las personas y organizaciones para ldquoAprovechar maacutes su energiacuteardquowwwschneider electriccomco

Soluciones para una red eleacutectrica maacutes eficiente Bienvenido a la red inteligente

Segura Automatizando la red eleacutectrica hacieacutendola maacutes segura

Eficiente Optimizando la gestioacuten de cargas consiguiendo una red maacutes eficiente

Flexible Integrando energiacutea renovable en la red

Gestionando el aumento de la demanda e integrando energiacutea renovable con las soluciones de red inteligente de Schneider Electric

Equilibrando la ecuacioacuten de demanda y suministro Frente al aumento de la demanda de energiacutea la aparicioacuten de normativas maacutes estrictas y la exigencia de rendimiento la misioacuten de las compantildeiacuteas eleacutectricas continuacutea siendo la misma ofrecer electricidad fiable y de calidad a sus usuarios del modo maacutes eficiente y rentable posible

Hoy en diacutea para integrar maacutes energiacuteas renovables y gestionar la demanda es necesario integrar sistemas de TI en la red de distribucioacuten iquestParece imposible No lo es con las

soluciones de red inteligente de Schneider Electric

Explotando la red eleacutectrica de manera sencilla e inteligente Schneider Electric estaacute preparada para la red inteligente ofreciendo soluciones estandarizadas y contrastadas que permiten a las compantildeiacuteas eleacutectricas mejorar la continuidad del servicio rebajar el coste total de propiedad y explotar sus redes de modo sencillo inteligente y seguro

Con la ayuda de nuestra amplia experiencia en el sector las compantildeiacuteas eleacutectricas pueden ahora mantener una red estable satisfacer a sus clientes y equilibrar el suministro y la demanda sobre una red cada vez maacutes compleja modernizaacutendola para responder a los retos de hoy y del mantildeana

Unidad terminal remota Easergy T200

Sistema de gestioacuten de la distribucioacuten (DMS) Telvent

Releacute de proteccioacuten digital MiCOMtrade

Celdas aisladas en gas para distribucioacuten primaria GMA

Gracias a la integracioacuten de funciones de gestioacuten de red automatizacioacuten inteligente servicios y seguridad nuestras soluciones para compantildeiacuteas eleacutectricas ofrecen maacutes eficiencia y fiabilidad con productos que incluyen

Soluciones completas e integradas para compantildeiacuteas eleacutectricas

copy2015 Schneider Electric All Rights Reserved Schneider Electric and Make the most of your energy are trademarks owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies Carrera 69F 20 - 91 - Zona Industrial Montevideo Bogotaacute DC- Colombia Customer Care Center Sudameacuterica Bogotaacute 4269733 Resto del paiacutes 01 8000118008 bull

Aprenda con los expertos en eficiencia energeacutetica Descargue nuestro cataacutelogo ldquoHow the convergence of IT an enables Smart Grid Developmentrdquo Visite wwwsereplycom Coacutedigo 73665D

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Un parque eoacutelico marino de uacuteltimageneracioacuten puede ahorrar hasta 45

millones de toneladas de CO2

Por Siemens Espantildea ndash Contacto Maite Gutieacuterrez mteresagutierrezsiemenscom

Niveles de CO2 en un parque eoacutelico

E l mundo encara el reto de alcanzar una pro-duccioacuten energeacutetica que cubra la demanda al t iempo que se minimicen las emisiones contaminantes

Sabemos que las fuentes alternativas de energiacutea son imprescindibles para que el saldo sea positivo para el medio ambiente Ademaacutes de la biomasa y la solar la eoacutelica es una de las formas de generacioacuten de energiacutea maacutes ecoloacutegica

Para examinar y controlar al detalle el rendimiento medioambiental de sus aerogeneradores Siemens WindPower and Renewables publica las llamadas lsquodeclaraciones medioambientales de productorsquo (EPD por sus siglas en ingleacutes) una para cada una de las cuatro plataformas de producto de

la compantildeiacutea tanto para eoacutelica en tierra como mari-na Sus resultados se basan en los anaacutelisis del ciclo

de vida (ACV) de dos parques eoacutelicos marinos con 80 aerogeneradores y dos proyectos terrestres con 20 aero-generadoresVer video aerogenerador Siemens

Coacutemo calcular el tiempo necesario para el retorno energeacuteticoEl caacutelculo del tiempo de retorno ener-

geacutetico constituye uno de los elementos fundamen-tales del ACV Representa el periodo durante el que

Siemens publica la evaluacioacuten detallada del balance de

emisiones de CO2 de sus

aerogeneradores

Publicacioacuten especializada de los sectores de Energiacutea Electricidad y Tecnologiacutea

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deberiacutea funcionar un parque eoacutelico para generar una cantidad de energiacutea equivalente a la que va a consumir a lo largo de su ciclo de vida En un parque eoacutelico terrestre con una velocidad media de viento de 85 metros por segundo el tiempo de retorno energeacutetico de una turbina de Siemens (modelo SWT-32-113) es de cuatro meses y medio Este caacutelculo parte de la base de un proyecto de 20 turbinas eoacutelicas que incluye una liacutenea de conexioacuten a la red de 13 kiloacutemetros de longitud y para efectuarlo se han to-mado especialmente en consideracioacuten factores tales como el consumo de materiales y los costes de fabricacioacuten instalacioacuten explotacioacuten y mantenimien-to asiacute como el desmantelamiento y el procesado al final del ciclo de vida

Los datos que arroja el anaacutelisis del ciclo de vida para parques eoacutelicos offshore de Siemens tambieacuten son determinantes Basaacutendose en un proyecto con

80 turbinas D6 de Siemens en el transcurso de su vida uacutetil prevista el parque genera 53 millones de megavatios hora y permite ahorrar 45 millones de toneladas de CO2 Una cantidad que equivaldriacutea

al CO2 absorbido por un bosque de 1286 km2 durante 25 antildeos Esta cifra corresponde a unas emisiones de tan solo 7 gkWh que contrasta con los 865 gkWh emitidos de media global en la generacioacuten de energiacutea a partir de combustibles foacutesiles

Las declaraciones medioambienta-les de producto proveen a los clientes promotores y autoridades competen-tes la transparencia exigida en materia de rendimiento medioambiental de

nuestros productos y nos ayudan a seguir desa-rrollando nuestro cataacutelogo de productos lo que garantiza su competitividad afirma Pablo Finkiels-tein responsable de la divisioacuten de Energiacutea Eoacutelica y Renovables de Siemens Espantildea

El tiempo de retorno

energeacutetico de una aerogenerador

terrestre de Siemens se cifra

en 45 meses

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Estableciendo los estaacutendares internacionales para la seguridad

corporativa en la industriade la energiacutea

iquestSabiacutea que el pasado antildeo la industria de la energiacutea de los EEUU tuvo el mayor nuacutemero

de amenazas de seguridad comu-nicadas Seguacuten el Centro Nacional de Integracioacuten para las Comunica-ciones y la Ciberseguridad (NCCIC) un centro de gestioacuten y respuesta a incidentes de control 24times7 so-bre cuestiones de ciberseguridad perteneciente al Gobierno Federal de EEUU la industria de la energiacutea fue objeto del 56 de los ataques comunicados en 2013 mdashen 2012 la cifra alcanzoacute el 41- Puesto que el nivel de las amenazas de ciber-seguridad y seguridad fiacutesica conti-

presencia en el mercado de la ener-giacutea de 24 estados Una empresa de esta escala y complejidad requiere un robusto sistema de funciones de seguridad corporativa para propor-cionar seguridad a sus empleados y a sus bienes Como Jefa de Segu-ridad que informa directamente al Director General dirijo un equipo que tiene la responsabilidad de ga-rantizar la seguridad de nuestros 5000 empleados en Estados Unidos asiacute como de nuestras operaciones realizadas en todo el paiacutes

1 Autora KeriGlitch Vicepresidenta de Ciber-seguridad y Seguridad Fiacutesica de Iberdrola USA la filial de Iberdrola en Estados Unidos

nuacutea aumentando empresas como Iberdrola USA estaacuten adoptando enfoques innovadores para mitigar los riesgos financieros y operativos asiacute como los relacionados con la reputacioacuten y el cumplimiento de las normas

Enfoque integrado en relacioacuten con la mitigacioacuten de riesgos la proteccioacuten y la respuesta a estas cuestionesNuestras operaciones afectan a aproximadamente tres millones de clientes de gas natural y electricidad a 60 proyectos de energiacuteas reno-vables y al mismo tiempo tenemos

Centro Nacional de Integracioacuten para las Comunicaciones y la Ciberseguridad

-------------Por Autora KeriGlitch1

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Tronador 34 30 Torre 3 PB ldquoBrdquo Buenos Aires Argentina

Haustech permite al sistema ganar maacutexima eficiencia en el consumo integral del hogar

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Tipos de generacioacuten de energiacutea

Debido al aumento del nuacutemero de amenazas que se ha producido en los uacuteltimos antildeos asiacute como a la existencia de la Orden Ejecutiva y la Directiva Presidencial para proteger la infraestructura criacuteti-ca establecida en 2013 Iberdrola USA tomoacute la decisioacuten estrateacutegica de unificar todas las funciones de cumplimiento de las cuestiones relacionadas con la seguridad

en un solo equipo Esto incluye la comunicacioacuten de la estructura de informe directamente al Director General de la empresa Adicional-mente integramos los equipos de ciberseguridad y seguridad fiacutesica para asiacute identificar y mitigar las amenazas de seguridad en rela-cioacuten con todos los bienes Mi equi-po integrado proporciona apoyo a todas las unidades de negocio para

un grupo unificado de seguridad corporativa

Otro requerimiento en relacioacuten con nuestra seguridad corporativa es la observacioacuten de las regulacio-nes y los estaacutendares establecidos por la Comisioacuten Federal de Re-gulacioacuten de la Energiacutea (FERC) y la Corporacioacuten Norteamericana de Fiabilidad de la Energiacutea Eleacutectrica (NERC) Estas agencias estadouni-denses establecen los estaacutendares para la fiabilidad y la proteccioacuten de la infraestructura criacutetica (tambieacuten conocida por sus siglas en ingleacutes CIP) asiacute como la proteccioacuten adi-cional para ciberbienes asociada con subestaciones de transmisioacuten generacioacuten y sistemas de control de la energiacutea Para garantizar el cumplimiento de las normas hemos designado un equipo para controlar con regularidad la evolu-cioacuten de los estaacutendares y elaborar todos los informes requeridos El incumplimiento de las normas pue-de suponer multas de alcance iexclque van desde 1000 hasta 1000000 de doacutelares estadounidenses por diacutea Sin embargo los riesgos po-tenciales para las personas y la infraestructura criacutetica suponen una preocupacioacuten auacuten mayor

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Nuestro enfoque holiacutestico ga-rantiza que Iberdrola pueda tra-bajar con seguridad en cualquier parte del mundo Guiamos a nues-tros asociados comerciales para asegurar sus bienes a traveacutes de un enfoque basado en riesgos mitigando los riesgos comerciales mediante una gobernancia cen-tralizada y estrateacutegica asiacute como mediante supervisioacuten Empleamos un enfoque de respuesta unifica-da ante incidentes y gestioacuten de amenazas en relacioacuten con ciber-bienes y bienes fiacutesicos al tiempo que gestionamos el cumplimiento de las normas establecidas por la NERC Asimismo hemos inculcado en nuestra cultura empresarial la responsabilidad individual para que los empleados comuniquen los incumplimientos conocidos o sospe-chados de las leyes y las regulacio-nes aplicables o bien de cualquier desviacioacuten que se produzca en relacioacuten con las poliacuteticas y el coacutedigo eacutetico de la empresa

Soluciones innovadoras para la proteccioacuten de las personas y los bienesDe conformidad con los requeri-mientos de seguridad fiacutesica estable-cidos por las agencias reguladoras y los estaacutendares globales de Iberdrola hemos conformado un plan de segu-ridad con rentabilidad a largo plazo basado en las mejores praacutecticas aprendidas de la experiencia de nuestros colegas Comenzando en 2012 la estandarizacioacuten del control de acceso y la videovigilancia se pu-sieron en praacutectica en sedes de los Estados Unidos Reino Unido y Brasil

En el mes de abril de ese antildeo el equipo de seguridad fiacutesica comenzoacute a revisar opciones para acelerar el despliegue de dichos sistemas Nuestra serie de componentes de seguridad abarca desde un simple

cierre con llave o acceso mediante tarjeta hasta videovigilancia y anaacuteli-sis caacutemaras teacutermicas y elementos de refuerzo fiacutesico Cada sede nece-sitaba una configuracioacuten especiacutefica de dichos componentes basada en el nivel de riesgo pero la naturale-za modular del sistema hace que resulte posible su escalabilidad y su disponibilidad para crear sistemas personalizados e individuales para cada localizacioacuten o instalacioacuten

Comenzamos efectuando una revisioacuten de todas nuestras sedes fiacutesicas incluyendo las oficinas ge-nerales centros de datos centros de pago presenciales para clientes centros de control de energiacutea de ca-raacutecter criacutetico y subestaciones Uti-lizando criterios de caracterizacioacuten basados en riesgo categorizamos cada sitio y desarrollamos una ldquoma-triz de estaacutendares de desplieguerdquo para definir los componentes de seguridad especiacuteficos adecuados para cada localizacioacuten Por ejemplo ahora contamos con los medios ne-cesarios para diferenciar una sede de primera liacutenea como es el caso

de un centro de control de energiacutea que puede requerir la presencia de todos los sistemas de seguridad dis-ponibles en nuestro sistema de una instalacioacuten de almacenamiento des-ocupada categorizada como sede de ldquonivel cuatrordquo lo que implica un nuacutemero significativamente menor de medidas de seguridad

Puesto que las amenazas contra la industria de la energiacutea adoptan formas distintas desde fallos de equipo a desastres naturales e incluso ataques de naturaleza crimi-nal Iberdrola decidioacute crear un siste-ma de primera categoriacutea para con-trolar la seguridad fiacutesica Nuestro sistema integrado cumple o excede todos los mandatos gubernamenta-les para la industria a traveacutes de una estructura de tecnologiacutea de protec-cioacuten elaborada conjuntamente por nuestros asociados de vanguardia Nos centramos en reforzar la fiabi-lidad y la eficiencia para nuestros clientes al tiempo que aportamos el nivel maacutes elevado disponible de seguridad para los empleados y proteccioacuten de los bienes

Campo de generacioacuten de energiacutea eoacutelica

Faacutebrica Oficinas y Saloacuten ComercialCarril Rodriguez Pentildea 2115Maipuacute Mendoza Argentinawwwenergecomar

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Colombia lista para el Solar Decathlon 2015Por Yucef Alejandro Patintildeo Ruge

1 Director periodiacutestico EnergyTech News America Latina

El pasado mes de marzo el Departamento Nacional de Planeacioacuten de Colombia

junto con el Ministerio de Minas y Energiacutea el Alcalde de Santia-go de Cali y representantes de la Departamento de Energiacutea de Estados Unidos dieron viacutea libre a lo que seraacute la versioacuten 2015 del Solar Decathlon Ameacuterica Latina y el Caribe LAC 2015 a traveacutes de la firma de un Memorando firmoacute un Memorando de Entendimiento que presenta a laciudad de Santiago de Calia ser la primera ciudad de Ameacuterica Latina en ser sede de

este importante evento del sector energeacutetico a nivel mundial

Cabe recordar que el Solar De-cathlon fue creado originalmente-por el Departamento de Energiacutea de Estados Unidos en 2002 y se ha celebrado regularmente desde entonces en diferentes hemisferios del planeta

Luego de ser aprobada la ciudad Colombiana como sede de la ver-sioacuten 2015 el proceso continuoacute con la apertura de la convocatoria para los equipos acadeacutemicos interesa-dos en ser parte dela competencia maacutes grande a nivel global y cuyo principal objetivo es destacar la in-novacioacuten y la implementacioacuten de los recursos energeacuteticos renovables

La convocatoria fue abierta ex-presamente para estudiantes uni-versitarios de Ingenieriacutea

Arquitectura Disentildeo energiacuteas-renovables y relacionados los pro-yectos que fueron presentados tendriacutean que ser orientados a la aplicacioacuten dela energiacutea solar verde y el uso de Tecnologiacuteas para mitigar el cambio climaacutetico mundial

Con base en el marco expuesto y la Ley de reciente publicacioacuten 1715 de 2014 cuyo objetivo es para promover el desarrollo y uso de fuentes no convencionales de energiacutea principalmente de fuentes renovables en el sistema nacional () como medio necesario para el desarrollo econoacutemico sostenible la reduccioacuten de gases de efecto in-vernadero y asegurar el suministro de energiacutea el Gobierno de Colombia considera que la realizacioacuten de la Solar Decathlon Ameacuterica Latina y el Caribe del SD LAC 2015 en la ciudad de Santiago de Cali contribuye a la promocioacuten de estrategias naciona-les basadas enbull Gestioacuten de la Energiacutea Eficiente

El desarrollo sostenible no es posible sin la energiacutea sostenible

bull Promocioacuten y el uso de fuentes de energiacutea no convencionales

bull Sostenible de Vivienda Socialbull Investigacioacuten y DesarrolloEl Solar Decathlon Ameacuterica Latina y el Caribe 2015 LAC 2015 es una clara alternativa

que busca en las propuestas presentadas y luego seleccionadas la construccioacuten real de solucionesde gran impact positivo en la comu-nidad Teniendo en cuenta que el

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evento se llevaraacute a caboen Santiago deCali los participantes deberaacuten adaptar proyectos a viviendas de caraacutecter social teniendo en cuenta las necesidades climaacuteticas tropica-les con el fin degenerar un impacto positivo en la regioacuten Para tal fin la organizacioacuten y los proponentes cuentan con el apoyo del campus acadeacutemico de la Universidad del Valle

Equipos de todo el mundo han es-tado trabajando para presentar sus proyectos para la primera edicioacuten de esta competicioacuten que se celebra-raacute en la regioacuten de Latinoameacuterica y el Caribe que tiene como objetivo no soacutelo crear conciencia sobre la con-servacioacuten de los recursos naturales dentro de la sociedad sino tambieacuten-demostrarla capacidad de pago de estos proyectos impulsados por las energiacuteas renovables al convertirlos en soluciones de vivienda social

Las principales aacutereas de trabajo a destacar en esta versioacuten se en-cuentran

1 Vivienda SocialLas propuestas presentadas y finalmente desarrolladas estaacuten disentildeadas en cumplir con las nece-sidades de familias integradas de por lo menos 5 miembros y ser un precedente funcional con tecnologiacutea de energiacutea solar con el fin de imple-mentarlo en soluciones de vivienda social con un impacto positivo visible enla comunidad en relacioacuten con el fenoacutemeno de la desigualdad social y econoacutemica presentada en la regioacuten de Latinoameacuterica y el Caribe

2 DensidadLa densidad es una caracteriacutestica arquitectoacutenica comuacutenmente con-siderada en disentildeos modernos como alternativa al desplazamiento masivo dela comunidad a las zonas urbanas

Los proyectos que compiten en Solar Decathlon LAC 2015 deben alcanzar una densidad de al menos 120 unidades de vivienda por hectaacute-rea a traveacutes de la vivienda colectiva

3 Uso Racional de los Recursos AmbientalesEl Solar Decathlon Ameacuterica Latina y la competencia LAC 2015 Caribe pretenden fomentar estrategias de disentildeo que apoyan un equilibrio am-biental que garantiza la disponibili-dad permanente de estos recursos

4 Relevancia regionalSolar De cathlon Ameacuterica Latina y el Caribe LAC 2015 abarca el objetivo de desarrollar y promover ideas ca-pacidades y tecnologiacuteas que pueden ser implementadas en beneficio de los habitantes de la regioacuten de ALC Es por ello que aunque son bienvenidos los proyectos disentildeados en el con-texto de origen la competencia da

prioridad a disentildeos apropiados a las condiciones culturales econoacutemicas y climaacuteticas de la zona tropical Esto no es soacutelo una cuestioacuten de desarro-llar un prototipo que lleva a cabo con eacutexito en el lugar de la competencia ademaacutes el disentildeo de los proyectos a gran escala debe ser demostrado ser capaz de responder a las nece-sidades de la gente de la zona ALC incluyendo pero no limitado a los tres componentes fundamentales mencionados anteriormente

A la convocatoria se presentaron proyectos provenientes de univer-sidades de paiacuteses como Espantildea Meacutexico Uruguay Argentina Brasil Chile y varias instituciones acadeacute-micas colombianas que han venido trabajando en propuestas social y ambientalmente responsables para contrarrestar el impacto climaacutetico en el uso de energiacutea

Debido alrigor de la competencia y el creciente nuacutemero de universi-

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dades interesadas en participar en este concurso el Comiteacute Organiza-dor decidioacute ampliar la fecha de cierre a la recepcioacuten de los proyectos es asiacute como los interesados tuvieron la oportunidad de aplicar y cumplir con todos los requerimientos exigidos como que los prototipos incluyeran al menos120 soluciones de vivienda social el acceso carreteras y zonas comunes en una hectaacuterea de tierra

Estos equipos que finalmente han sido seleccionados por el comiteacute organizador trabajaraacuten en la cons-truccioacuten a escala real del proyecto que se pondraacute a prueba y exhibido en Cali en Diciembre de 2015

La preparacioacuten continuacutea y el en-tusiasmo estaacute creciendo Todo el mundo quiere ser parte de esta competencia de clase mundial que se perfila para ser uno de los eventos de mayor alcance e impacto de 2015

A continuacioacuten damos a conocer el listado de equipos seleccionados por el comiteacute del Solar Decathlon 2015 y quienes tendraacuten que dis-putar el premio al proyecto maacutes innovador social y ambientalmente responsable de esta versioacuten de uno de los eventos de energiacutea maacutes importantes del mundo

Nombre Universidad Paiacutes

London MetropolitanUniversity Inglaterra

Pontificia Universidad Bolivariana Colombia

Pontificia Universidad Catoacutelica de Chile Chile

Pontificia Universidad Javeriana de Bogotaacute Colombia

Pontificia Universidad Javeriana de Cali + Universidad ICESI Colombia

Sena Valle del Cauca Colombia

Universidad de Los Andes Colombia

Universidad de Sevilla + Universidad Santiago de Cali Espantildea ndash Colombia

Universidad La Salle + HochschuleOstwstfale-lippe Colombia- Alemania

Universidad Nacional de Ingenieriacutea del Peruacute Peruacute

Universidad ORT Uruguay Uruguay

Universidad San Buenaventura + Universidad Autoacutenoma de Occidente

Colombia

Instituto Tecnoloacutegico y de estudios superiores de Monterrey campus Quereacutetaro

Meacutexico

Universidad Nacional de Colombia Colombia

Universidad Tecnoloacutegica de Panamaacute + Western New Englan-dUniversity

Panamaacute + EEUU

Universidad Tecnoloacutegica de Pereira + Universidad Catoacutelica de Pereira + Universidad Libre seccional Pereira + Universidad Politeacutecnica de Madrid

Espantildea + Colombia

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ABB y Solar Impulse sepreparan para su vuelo

histoacuterico alrededor del mundo

Por ABB y Solar Impulse

ABB se enorgullece al acom-pantildear a Solar Impulse y a su tripulacioacuten en el vuelo alrede-

dor del mundo del avioacuten alimentado exclusivamente con energiacutea solar

Solar Impulse con sede en Suiza ha anunciado hoy que daraacute co-mienzo a su histoacuterico vuelo entre finales de febrero y principios de marzo en Abu Dabi En 2014 ABB y Solar Impulse crearon una alianza tecnoloacutegica innovadora para hacer avanzar su visioacuten compartida de una reduccioacuten del consumo de recursos naturales y un incremento en la utilizacioacuten de energiacuteas renovables

Ulrich Spiesshofer CEO de ABB ha declarado ldquoSolar Impulse inspi-raraacute a una nueva generacioacuten para que mediante la tecnologiacutea y la innovacioacuten deacute solucioacuten a los mayo-res retos a los que se enfrenta el

planeta ABB acompantildearaacute al equipo Solar Impulse en cada kiloacutemetro de su viajerdquo

Los ingenieros de ABB se han integrado en el equipo Solar Impulse

que el avioacuten haraacute en ciudades como Muscat en Omaacuten Varanasi y Ahme-dabad en India Chongqing y Nanjing en China y Phoenix Arizona en EEUU Pararaacute tambieacuten en Europa y el norte de Aacutefrica

Entre los retos que se afronta-raacuten antes del teacutermino de la misioacuten en Abu Dabi a mediados de 2015 estaraacute un vuelo sin paradas de cinco diacuteas con sus noches desde China hasta Hawaacutei El avioacuten que es-taraacute alimentado por 17248 ceacutelulas solares volaraacute cada diacutea maacutes alto que el Monte Everest mientras que carga sus bateriacuteas para poder permanecer en el aire durante las noches

Piccard afirmoacute que la participa-cioacuten de ABB con sus tecnologiacuteas pioneras hace posible la genera-cioacuten de energiacutea para proyectos re-novables y tambieacuten la mejora de la

al que han aportado su experiencia y su entusiasmo Su trabajo consiste en mejorar los sistemas de control en las operaciones de tierra mejo-rar la electroacutenica de carga de los sistemas de bateriacuteas del avioacuten y solucionar los obstaacuteculos que surjan durante el viaje

Durante su recorrido de 40000 kiloacutemetros los pilotos Bertrand Pic-card Presidente de Solar Impulse y AndreBorschberg Director Ejecuti-vo se iraacuten relevando en las escalas

Proceso de ensamble del avioacuten

Vuelo de prueba avioacuten Solar Impulse

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eficiencia que ha ayudado al equipo de Solar Impulse en su esfuerzo por demostrar el poder de la innovacioacuten y de la tecnologiacutea limpia

ldquoEsto es lo que el mundo nece-sitardquo antildeadioacute Piccard el aviador pionero suizo que formoacute parte del primer equipo en dar la vuelta al mundo en globo en 1999 ldquoSi no actuamos vamos a malgastar to-dos nuestros recursos naturalesrdquo

ABB celebra y comparte esta v isioacuten ahora que la siguiente etapa del proyecto despierta un nuevo intereacutes en los aacutembitos de la aeronaacuteutica las tecnologiacuteas limpias y las energiacuteas renovables El CEO de ABB afirmoacute ldquoTenemos que gest ionar el mundo entre todos sin agotar los recursos de la tierra Por decirlo en teacuterminos simples en esto es en lo que es-tamos nosotrosrdquo

El entusiasmo de ABB con So-lar Impulse no nace soacutelo de su fe compartida en la innovacioacuten y la tecnologiacutea sino tambieacuten del credo de la compantildeiacutea ldquoPower and produc-tivityfor a betterworldrdquo Los valores de Solar Impulse son un reflejo de

las aspiraciones de ABB de ayudar a mejorar la eficiencia operativa redu-

cir el consumo de recursos hacer posible un transporte sostenible y mejorar la penetracioacuten de la energiacutea limpia y renovable

ABB que es el segundo suministra-dor mundial de inversores solares y uno de los mayores proveedores de la industria eoacutelica es tambieacuten liacuteder en la integracioacuten eficiente y fiable de energiacuteas renovables en las redes eleacutectricas ABB estaacute colaborando en la construccioacuten de la maacutes completa red de carga de vehiacuteculos eleacutectricos en Europa y estaacute suministrando equipos esenciales para la mayor red mundial de cargadores raacutepidos para vehiacuteculos eleacutectricos en China

Desde 2010 Bertrand Piccard presidente del proyecto y Andre-Borschberg su director ejecutivo han logrado entre ambos ocho re-cords internacionales de aviacioacuten incluyendo el de mayor duracioacuten altitud y distancia al cruzar Europa el norte de Aacutefrica y Estados Unidos en un avioacuten prototipo propulsado soacutelo por el sol

Desarrollo listo para ser usado por la industria aeronaacuteutica

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En la Guajira se encuentra la instalacioacuten hiacutebrida solar aislada maacutes grande de Colombia

Por Francisco Joseacute Morant Anglada1 Esteban Londontildeo Rozo2 Andrea Echeverry Duque3 Gary Andres Fragosso Pissiotti3

Resumen La Guajira es una zona privilegiada para las instalaciones solares fotovoltaicas por la alta radiacioacuten incidente y por formar parte de las Zonas No Interco-nectadas (ZNI) a la red de energiacutea donde se encuentra la necesidad de suministro eleacutectrico a pequentildeas pobla-ciones que carecen casi completamente de eacutel es por esto que proyecto de poligeneracioacuten de Nazareth y Puerto Estrella es un gran hito para la incursioacuten de la energiacutea solar en Colombia mostrando la posibilidad de generacioacuten eleacutectrica durante las 24 horas del diacutea usan-do fuentes renovables que favorecen al desarrollo de las poblaciones maacutes necesitadas del paiacutes

IntroduccioacutenLa instalacioacuten solar fotovoltaica aislada de la red eleacutec-trica nacional maacutes grande de Colombia actualmente se encuentra ubicada en el departamento de la Guajira en el corregimiento de Nazareth a seis (6) horas de camino por viacutea terrestre en eacutepoca de verano del mu-nicipio de Uribiacutea este uacuteltimo ubicado a noventa y cinco (95) kiloacutemetros de distancia y un tiempo estimado de una hora y media (1h y 30 min) de la ciudad de Rioha-cha capital del departamento de la GuajiraEn eacutepocas de invierno el tiempo de recorrido puede ser mucho mayor por las condiciones deseacuterticas de la zona de la Alta Guajira

Esta instalacioacuten estaacute capacitada para proporcio-nar 24 horas de energiacutea eleacutectrica a las poblacio-nes de Nazareth y Puerto Estrella a traveacutes de un sistema hibrido solar - diesel con almacenamiento en bateriacuteas Los maacutes de 2000 habitantes de estas poblaciones son en su mayoriacutea pertenecientes a la comunidad indiacutegena Wayuu anteriormente solo contaban con electricidad durante unas pocas ho-ras en la noche gracias a los grupos electroacutegenos alimentados con el diesel que proporcionaba la go-bernacioacuten de la Guajira

Los autores hacen parte del equipo teacutecnico y administrativo de la empre-sa INEL Colombia encargados del desarrollo instalacioacuten y direccioacuten de la Fase 2 del proyecto de Poligeneracioacuten de Nazareth y Puerto Estrella

1 Francisco JoseacuteMorantAngladaPhD en Ingenieriacutea Industrialpor la Universidad Politeacutecnica de Valencia (Espantildea) Catedraacutetico de la Univer-sidad Politeacutecnica de Valencia para el Departamento de Ingenieriacutea de Sistemas y Automaacutetica Correo fmorantisaupves

2 Esteban Londontildeo Rozo Gerente General INEL Colombia Economista de la Universidad Pontificia Javeriana (Colombia) Correo estebaninelcolombiacomTelefono +57 1 4749422

3 Andrea Echeverry Duque Directora del Departamento de Energiacuteas Renovables INEL Colombia Ingeniera Ambiental de la Universidad El Bosque (Colombia) Master en Tecnologiacutea Energeacutetica para el Desa-rrollo Sostenible por la Universidad Politeacutecnica de Valencia (Espantildea) Correo andreainelcolombiacomTelefono +57 1 4749422

4 Gary AndresFragossoPissiotti Ingeniero Mecatronico de la Universi-dad San Buenaventura Bogota ColombiaCorreo garyinelcolombiacomTelefono +57 1 4749422

Terreno de la instalacioacuten solar fotovoltaica

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Estas poblaciones hacen parte de la zona no inter-conectada (ZNI) de Colombia las ZNI comprenden alre-dedor del 66 del territorio Nacional y estaacuten ubicadas en lugares de difiacutecil acceso a largas distancias de los centros urbanos carecen de infraestructura fiacutesica y no cuentan con viacuteas de acceso apropiadas Son zonas de alta importancia ecoloacutegica se caracterizan por su riqueza de recursos naturales y gran biodiversidad en-contramos alliacute la mayor parte de las reservas y parques naturales del paiacutes Los servicios puacuteblicos son escasos y deficientes carecen de servicios baacutesicos como energiacutea acueducto y alcantarillado y presentan dificultades para acceder a la educacioacuten la salud el agua potable y la comunicacioacuten El ente gubernamental encargado de brindar soluciones a las ZNI es el IPSE (Instituto de Pla-neacioacuten Y Soluciones Energeacuteticas) quien en el antildeo 2009 hizo entrega a laspoblaciones de Nazareth y Puerto Estrella de la Fase 1 del proyecto de poligeneracioacuten compuesto por 8 seguidores solares de 11960 Wp cada uno y un sistema de almacenamiento de energiacutea por bateriacuteas sin embargo esta primera fase se vio insuficiente para satisfacer la creciente demanda de energiacutea haciendo necesaria la ampliacioacuten del proyecto de poligeneracioacuten a una segunda fase

Descripcioacuten del proyectoLa Fase 2 del proyecto de poligeneracioacuten para Nazareth y Puerto Estrella inicio en Noviembre de 2013 y estuvo a cargo del Consorcio InelampSuel compuesto por un grupo de empresas con una amplia experiencia a nivel nacio-nal e internacional en energiacutea solar El grupo INEL estaacute compuesto por las empresas INEL SL e INEL Colombia juntas cuentan con maacutes de 25 antildeos de experiencia en instalaciones fotovoltaicas aisladas y de autoconsumo gracias a sus maacutes de 300 instalaciones realizadas y a un equipo de ingenieros y teacutecnicos altamente capaci-

tados tanto en el aacuterea eleacutectrica como en el campo de las energiacuteas renovables y la administracioacuten

Partiendo de la Fase 1 del proyecto de poligenera-cioacuten se debieron tomar importantes decisiones para la oacuteptima integracioacuten de la Fase 2 al sistema dadas las condiciones propias del lugar su ubicacioacuten geograacutefica y las condiciones teacutecnicas y de funcionamiento de los equipos que componiacutean la fase 1 se decidioacute bull Hacer uso de los paneles que componen los 8 segui-

dores solares Cada seguidor estaacute conformado por 54 paneles de 230 Wp los cuales se encontraron en perfecto estado de funcionamiento sin embargo debido a la ubicacioacuten geograacutefica de nuestro paiacutes se consideroacute que la mejor opcioacuten era eliminar el siste-ma de seguimiento solar y dejar los seguidores fijos orientados hacia el sur con una inclinacioacuten de 12 grados para evitar futuros mantenimientos de las partes moacuteviles de los seguidores

bull Cada seguidor contaba con un sistema de tres inversores monofaacutesicos los cuales por facilidad de integracioacuten con el nuevo sistema de la fase 2 deben ser remplazados por un inversor trifaacutesico nuevo para cada seguidor

bull El sistema de bateriacuteas se encontraban deteriorado y en un deficiemte mantenimiento ademaacutes estaba almacenado en un lugar con poca ventilacioacutenpor es-tos motivos este sistema se considero obsoleto y no fue incluido dentro de la Fase 2 la cual contempla la realizacioacuten de una obra civil para el almacenamiento apropiado de las nuevas bateriacuteas

FuncionamientoLa fase 2 estaacute conformada por un sistema de gene-racioacuten compuesto por 432 paneles solares con una potencia individual de 230 Wp ubicados en los antiguos seguidores solares este sistema de generacioacuten es

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complementado por 880 paneles solares nuevos con una potencia individual de 250 Wp para obtener un total de potencia instalada en fotovoltaica de 319360 Wp un sistema nuevo de inversores y multicluster de SMA Solar Technology 480 vasos de bateriacutea de ciclo profundo del tipo plomo aacutecido de vaso abierto para una potencia total de almacenamiento de 3216 kWh 2 grupos electrogenoscon una potencia nominal de 308 kW cada uno y sistemas de monitoreo y tecnologiacutea para anaacutelisis de redes en tiempo real

El sistema de generacioacuten fotovoltaica esta integra-dopor 10 hileras de 88 paneles solares conectadas a 20 inversores los cuales junto con los 8 inversores

nuevos de los seguidores de la fase 1 transforman la corriente para ser enviada al sistema de multicluster y almacenamiento el cual consta de 30 inversorescargadores conectados a 20 bancos de bateriacuteas todo el sistema cuenta el apoyo del grupo electroacutegeno que a su vez tambieacuten es controlado por el sistema de multiclusterpara ser conectado de manera automaacuteti-caseguacuten la demanda energeacutetica de las poblaciones y cuando las condiciones climatoloacutegicas tienen un efecto negativo importante sobre la produccioacuten del sistema fotovoltaico

BeneficiosCon la fase 2 completa y la integracioacuten del sistema generacioacuten fotovoltaica de la fase 1 y los grupos elec-troacutegenos en Septiembre de 2014 las poblaciones de Nazareth y Puerto Estrella empezaron a disfrutar de los beneficios del suministro eleacutectrico las 24 horas del diacutea no dejando de lado el importante impacto socio-econoacutemico que esta instalacioacuten ha tenido sobre la poblacioacuten ya que se estima que con la utilizacioacuten de este sistema ahorraraacuten maacutes de 81000 galones de combus-tible al antildeo y se mejorar la calidad de vida al permitir un mejor acceso a la educacioacuten a la informacioacuten y a la comunicacioacuten y al permitir la conservacioacuten de alimentos friacuteos se estimula las actividades productivas de la zona entre los muchos otros beneficios que brinda el acceso continuo a la energiacutea eleacutectrica fotovoltaica un bien de todos y para todos energiavisible

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Generar energiacutea limpiaa traveacutes del sol con un nuevo

Sistema Fotovoltaico

Por Panasonic

Ratificaacutendose en su nueva visioacuten ldquoA betterlife a better worldrdquo Panasonic lanza el

proyecto maacutes grande de energiacutea limpia en Colombia por medio de pa-neles solares ubicado en la terraza del edificio Alkosto de la avenida 68 Este es el segundo desarrollo de este tipo que realiza Alkosto junto a Panasonic en Colombia

Este proyecto posee una capa-cidad de 2685 KWp generados por sus 1053 paneles solares policristalinos duroacute alrededor de dos meses en construccioacuten y se estima reduciraacute 2342 toneladas de CO2 al antildeo Este sistema on-grid estaacute proyectado a 20 antildeos con lo cual se espera que en total se reduzca aproximadamente 4684 toneladas de CO2 ldquoLa unidad B2B de Panasonic gana cada vez maacutes confianza en el mercado colom-biano gracias al profesionalismo con el que trabajamos y que nos ha permitido implementar proyectos de energiacutea solar fotovoltaica como el de Alkosto de Bogotaacute y Alkosto de Cali entre otrosrdquo Afirma Marcos Paacuteez Gerente de Ventas B2B de Panasonic

Proyecto como este se suman a la filosofiacutea que promulgaba uno de los fundadores de Panasonic Ko-nosuke Matsushita quien afirmaba que sus responsabilidades como industriales son dedicarse al pro-greso y el desarrollo de la sociedad y al bienestar de la gente a traveacutes de sus actividades de negocio y de

Modelo Panel solar

esta manera elevar la calidad de vida en el mundo

ldquoEl compromiso y la calidad in-tegral es uno de los principales fundamentos de Panasonic ya que aparte de la fabricacioacuten disentildeamos controlamos e integramos solucio-nes que quedan bajo el control de calidad de la compantildeiacutea por lo tanto podemos maximizar el rendimiento de nuestros productos y podemos ofrecer hasta 25 antildeos de garantiacutea por ejemplo en nuestros paneles solaresrdquo Agregoacute Marcos Paacuteez

Por su parte Alkosto es una empresa de larga trayectoria com-prometida con los colombianos y ahora maacutes que nunca son un ejem-plo a seguir por otras compantildeiacuteas Su filosofiacutea se fundamenta en la conservacioacuten ambiental por lo cual en parte han llevado adelante este proyecto solar pero igualmente son conscientes de todos los beneficios en materia de ahorros que le repre-sentaraacute este sistema

iquestCoacutemo funcionan estos paneles solaresLa radiacioacuten del sol es capturada por el panel solar la energiacutea directa recibida del sol (DC) es enviada a un inversor que convierte la ener-giacutea corriente eleacutectrica (AC) luego el inversor se sincroniza con la red eleacutectrica disponible y enviacutea la energiacutea producida La capacidad del sistema es de 2685 KWp ldquoSe proyecta un gran crecimiento gracias a la nueva Ley 1715 san-

cionada el 13 de Mayo de 2014 la cual actualmente se encuentra en regulacioacuten Una vez efectuado esto las empresas podraacuten terminar de evaluar sus proyectos de inversioacuten y el crecimiento de sistemas solar fotovoltaicos en Colombia seraacute exponencial Por esta razoacuten Pana-sonic ha venido preparaacutendose para ello y hoy contamos con gran ex-periencia en la implementacioacuten de sistemas de energiacutea solar OnGrid para responder a las necesidades de nuestros clientesrdquo Concluye Paacuteez

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Haciendo la energiacutea solar econoacutemica

Por NI1

Visioacuten GeneralLos paneles solares pueden proporcionar suficiente electricidad para cumplir con la demanda global sin embargo la energiacutea solar solo produce 12 por ciento de la energiacutea mundial de hoy en diacutea

El precio de los moacutedulos solares estaacute altamente correlacionado con volume de produccioacuten Los precios han caiacutedo por debajo de $1 doacutelar por watt

Ninguacuten otro recurso natural es tan pleno como la luz del sol con 5000 veces maacutes energiacutea del

sol alcanzando el planeta Tierra que todo el consu-mo de energiacutea humano Utilizando paneles solares comercialmente disponibles un aacuterea del tamantildeo de Texas en teoriacutea puede proporcionar suficiente electricidad para cumplir con la demanda mundial Entonces iquestpor queacute solo el 12 por ciento de la ener-giacutea mundial es producida por energiacutea solar Resolver este gran reto de ingenieriacutea ha sido identificado por la NationalAcademy of Engineering (NAE) como una de las metas teacutecnicas maacutes importantes de hoy en diacutea La misioacuten es hacer la energiacutea solar limpia y renovable una fuente primaria de energiacutea Cumplir con esta meta requiere innovaciones en dos aacutereas clave reducir el costo por kilowatt hasta que sea signif icativamente maacutes bajo que las fuentes de combustible foacutesiles y actualizar la red eleacutectrica para administrar de manera inteligente la variabilidad y el flujo de potencia bidireccional asociado con fuentes de energiacutea renovables distribuidas

Reduciendo el Costo por KilowattLa primer meta es bajar el costo por kilowatt para energiacutea solar hasta que sea mucho maacutes bajo que el costo de Fuentes tradicionales como carboacuten y gas natural Alcanzar este punto de cruce criacutetico de costo (CCC) deberiacutea ser meta primaria de la industria de energiacutea renovable En este punto de paridad de precio la demanda se dispararaacute y las fuerzas del mercado se inclinaraacuten a favor de renovables El precio de paneles solares fotovoltaicos (PV) se ha declinado de manera exponencial por deacutecadas Los paneles ahora estaacuten disponibles por menos de $1 doacutelar por watt ndash maacutes de 100 veces menos costosos que en 1975 Las otras partes del sistema tal como los inversores solares

1 NI Contacto Amee Christian es gerente de comunicaciones de mer-cadotecnia para programas corporativos en National Instruments ameechristiannicom

Brian MacCleery es el gerente principal de producto para tecnologiacutea de energiacutea limpia en National Instruments Su misioacuten es facilitar el disentildeo prototipado y despliegue de tecnologiacuteas de sistemas embebidos avan-zados para ayudar a hacer la energiacutea limpia menos costosa y maacutes abundante que los combustibles foacutesiles brianmaccleerynicom

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ahora son el factor dominante en el precio por watt

El ex Secretario de Energiacutea de los Estados Unidos Steven Chu estima que el precio para que la energiacutea solar alcance el precio sin subsidio con fuentes convenciona-les es cerca de $050 doacutelares por watt asumiendo reducciones co-rrespondientes en todos los otros costos asociados cuando se instala un sistema

Estos costos de ldquobalance de sistemardquo incluyen el costo del inver-sor y el sistema eleacutectrico estante mecaacutenico instalacioacuten y permisos En los uacuteltimos tres antildeos el precio promedio de mayoreo para moacutedu-los solares ha caiacutedo cerca de $080 doacutelares por watt poniendo cerca el objetivo de $050 doacutelares por watt

Debido a esto los costos de balance de sistema son ahora el factor limitante Ellos pueden ser dos o tres veces maacutes caros que los paneles

Tambieacuten es importante conside-rar el costo total de vida de operar un sistema de energiacutea solar En el tiempo de vida del sistema los costos de mantenimiento repa-racioacuten y tiempo de inactividad son grandes El costo de electricidad nivelado (LCOE) es un caacutelculo que tiene en cuenta todos estos costos de tiempo de vida

Afortunadamente los moacutedulos solares de alta calidad son extre-madamente durables y frecuente-mente duran por 20 antildeos o maacutes con solo un 20 por ciento de reduc-cioacuten en la produccioacuten Sin embargo la confiabilidad de los inversores de potencia que colocan la electrici-dad en la red eleacutectrica es un reto para la industria solar Extendiendo el tiempo de vida del inversor a 20 antildeos podriacutea reducir el costo real del sistema en un 40 por ciento Para facil i tar la ex tensioacuten del

tiempo de vida de los inversores de potencia National Instruments recomienda un enfoque de graphi-calsystemdesign exhaustivo que hace posible que los disentildeadores evaluacuteen los difiacuteciles compromisos de disentildeo que impactan el costo y tiempo de vida

Actualizando la Red EleacutectricaLa electrificacioacuten es considerada por la NAE como el logro de inge-nieriacutea maacutes importante del siglo 20 Las redes eleacutectricas del mun-do son probablemente las maacutequi-nas maacutes complejas construidas por la humanidad sin embargo fueron disentildeadas originalmente para un sis tema en el que la potencia fluye hacia abajo desde unas cuantas plantas centrali-zadas hacia los consumidores Estos grandes generadores cen-tralizados estaacuten ubicados lejos de la demanda y son relativamente lentos para responder La pro-duccioacuten de energiacutea solar por otro lado estaacute distribuida a traveacutes de la red eleacutectrica y la produccioacuten fluctuacutea basada en cobertura de nubes y condiciones ambientales

Afortunadamente tecnologiacuteas de sensado digital y control para

la red eleacutectrica se estaacuten redu-ciendo en costo y aumentando su rendimiento Estos sistemas de monitoreo y control ayudaraacuten a la energiacutea solar y eoacutelica a con-vertirse en fuentes primarias de electricidad al tiempo que se in-crementa la calidad estabilidad y resistencia de la red eleacutectrica Un elemento clave de este rom-pecabezas es el desarrollo de tecnologiacuteas de almacenamiento de energiacutea que sean rentables y capaces de escalarse a nivel de terawatts

Trabajando a traveacutes de muacutel-t iples fabricantes clientes de NI tales como Elcom Prolucid y Siliken estaacuten utilizando el en-foque graphicalsystemdesign para realizar grandes logros en la reduccioacuten del costo por k i -lowatt y la actualizacioacuten de la red eleacutectrica para tener verdadera eficiencia y disponibilidad de la energiacutea solar A medida que la poblacioacuten global y el consumo de energiacutea se expanden es cada vez maacutes importante hacer la energiacutea solar maacutes econoacutemica para lograr independencia de fuentes no re-novables y alcanzar una solucioacuten a este gran reto

Clientes de NI tales como Siliken utilizan el enfoque graphicalsystemdesign para realizar grandes logros en la reduccioacuten del costo por kilowatt y la actualizacioacuten de la red eleacutectrica

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Solvay Torre la Vega mejora la eficienciaenergeacutetica y reduce las emisiones con motores

IE3 Efficiency Premium de ABB

Por ABB

El compromiso medioambiental del grupo Solvay

Solvay es un grupo industrial internacional activo en Quiacutemi-ca Los pilares baacutesicos de la

compantildeiacutea en Espantildea son la faacutebrica para la produccioacuten de carbonato soacutedico bicarbonato soacutedico y sosa caacuteustica en Torre la Vega (Canta-bria) y la faacutebrica de PVC de Martorell (Barcelona)

El Grupo Solvay tiene el compro-miso de reducir en todo el mundo las emisiones al aire y al agua un 32 y un 58 por ciento respectivamente respecto a los niveles de 1996 En esta liacutenea Solvay ya ha conseguido importantes avances en reduccioacuten de gases de efecto invernadero en eliminacioacuten de residuos y en dismi-nucioacuten de emisiones al aire y al agua Durante el periacuteodo (1995-2004) Sol-vay redujo las emisiones de gases de efecto invernadero en 331 millones de toneladas de CO2 equivalentes una cifra cercana al 1 de las emi-siones totales de Espantildea y Portugal

En la actualidad Solvay sigue utili-zando la caliza y la sal para fabricar carbonato soacutedico o sosa Solvay en sus variedades sosa densa y sosa ligera y bicarbonato soacutedico refinado procesos principales de la planta de Solvay en Torrelavega Al mismo tiempo la sal que obtiene perforando las capas salinas facilita la elaboracioacuten de cloro hidroacutegeno e hidroacutexido soacutedico o sosa caacuteustica a traveacutes de la electroacutelisis del cloruro soacutedico A partir del cloro producido por la planta electroliacutetica este cen-tro industrial obtiene cloro liacutequido hipoclorito soacutedico cloruro feacuterrico y aacutecido clorhiacutedrico de siacutentesis

En todos estos procesos Solva-yTorrelavega mantiene los maacutes altos estaacutendares de calidad seguridad y respeto por el medio ambiente Las inversiones maacutes importantes pro-ducidas en la planta en los uacuteltimos antildeos han estado dedicadas a la me-jora y la valorizacioacuten de los efluentes

que se generan en los procesos de produccioacuten

El proyecto en la planta de SolvayTorrelavegaEn 2011 la faacutebrica de Torrelavega puso en marcha INNOVA un siste-ma para la mejora de las ideas ge-neradas por su personal a traveacutes de grupos de innovacioacuten Uno de estos grupos de innovacioacuten formado por los teacutecnicos del departamento de baja tensioacuten de la faacutebrica estudioacute la optimizacioacuten de los motores utiliza-dos en la faacutebricaEsta idea iba dirigi-da a la reduccioacuten de las emisiones de CO2 y del consumo energeacutetico en la planta Y de esta forma SolvayTo-rrelavega contactoacute con ABB para conseguir sus objetivos

Solucioacuten Con el objetivo de la reduccioacuten del impacto de CO2 Solvay Torre la Vega analizoacute los motores de baja

InInstalaciones Solvay Torrelavega

tensioacuten de su instalacioacuten comparaacutendolos con los nuevos motores IE3 Efficiency Premium de ABB La conclusioacuten del anaacutelisis fue que en 82 motores entre 22 y 250 kW se po-driacutea mejorar el rendimiento aproximadamente en el 5

ABB colaboroacute en la verificacioacuten de estas estimaciones con sus herramientas de evaluacioacuten de eficiencia ener-geacutetica Tambieacuten se comproboacute la diferencia de eficiencia real entre 3 motores de la planta y 3 motores IE3 de ABB en el banco de pruebas de la faacutebrica llegando al mismo resultado de diferencia de 5

SolvayTorrelavegaha cambiado estos 82 motores ins-talados por los motores de ABB E3 Efficiency Premium para obtener una mejor eficiencia rendimiento menores emisiones de C02 y disponer de equipos de uacuteltima genera-cioacuten modernizando asiacute la planta Se han seleccionado para la sustitucioacuten motores que tienen un servicio continuo El cambio afecta a una potencia instalada de 6054 kW

Fases del proyecto 1 Realizacioacuten de una evaluacioacuten de eficiencia energeacute-

tica eleacutectrica para determinar el ahorro energeacutetico a conseguir

2 Comprobacioacuten empiacuterica en 3 motores de diferentes potencias 15 kW 37 kW y 55 kW

3 Instalacioacuten de 82 motores ABB clasificacioacuten IE3 Eficiencia Premium

4 Anaacutelisis posterior de las medidas adoptadas para valorar los ahorros conseguidos

Ventajasbull Estimacioacuten de una reduccioacuten del consumo con

82 motores IE3 Efficiency Premium de ABB de 2800000 kWh anuales que supone un ahorro econoacutemico del orden de 250000 euroantildeo

bull Ahorro de C02 de 1403 toneladas anualesbull Tiempo establecido de retorno de la inversioacuten infe-

rior a 1 antildeo

Motores ABB

Termoacutemetros

Monitores de

Presioacuten Arterial

Tecnologiacutea paraque te sientas mejor

OMRON ofrece productos queayudan a realizar cambios en elestilo de vida Podras logras teneruna vida maacutes saludable

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Lo nuevo de NI para Colombia

-----Por Yucef Alejandro Patintildeo1

Escuche la entrevista completa

Como ya es costumbre National Instruments compantildeiacutea de origen nor-teamericano y con fuerte

presencia en Ameacuterica Latina realizoacute sus diferentes versiones de NIDays en todos los paiacuteses donde tiene pre-sencia a nivel global durante el mes de noviembre

EnergyTech News tuvo la oportuni-dad de asistir a la versioacuten de NIDays 2014 en Colombia donde se pudieron conocer maacutes de cerca los avances que tiene la compantildeiacutea para el merca-do nacional para comienzos de este 2015 basados en las experiencias y aplicaciones presentadas en NIWeek 2014 en Austin Texas EEUU

En esta ocasioacuten el evento reunioacute en un solo lugar y en una jornada bas-tante activa a ingenieros cientiacuteficos profesores investigadores y estu-diantes para presentarles las maacutes recientes tendencias tecnoloacutegicas que permitan avanzar en sus investi-gaciones y fortalecer la productividad de sus industrias y operaciones

A traveacutes de conferencias magis-trales y casos de eacutexito especiacuteficos los asistentes conocieron maacutes acerca de coacutemo NI ha aportado su talento y tecnologiacutea a ir superando los retos maacutes complejos de la ingenieriacutea actual

Sin importar el objetivo ya sea adquisicioacuten de datos pruebas au-tomatizadas de control o automa-

tizacioacuten NI y sus herramientas han permitido desarrollar diferentes sistemas gracias a su plataforma basada en tecnologiacutea comercial para diferentes industrias es aquiacute donde cada nueva versioacuten de LabVIEW trae consigo nuevas ventajas ldquoNational Instrumens como tal estaacute buscando hacer unos cambios en las platafor-mas de control para poder hacer el uso masificado A doacutende vamos con esto detectamos en varias aplica-ciones donde la oferta como tal de NI puede tener un tipo de mejora Es aquiacute donde podemos citar el

Aspectos Generales NIDays Colombia 2014

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lanzamiento de la nueva versioacuten de CompacRio donde vienen todas las cuestiones de control condensadas en un equipo de manera que para el caso especiacutefico del cliente industrial es mucho maacutes faacutecil Realmente la temaacutetica es simplificarrdquo afirmoacute el Ingeniero Luis Guizar Gerente Ge-neral de NI para Colombia

De manera general pero mante-niendo la importancia que cada uno de los sectores con los que viene trabajando conjuntamente National Instruments la jornada permitioacute explorar temaacuteticas como el VirtualBench que a traveacutes de sus cinco instrumentos primordiales de laboratorio se convierte en un instrumento praacutectico para los proyectos industriales igualmente se destacoacute la importancia de selec-cionar la plataforma adecuada para aplicaciones de medicioacuten con el fin de hacer que la toma de decisiones

ldquoAhora como tal en el mercado colombiano nosotros trabajamos en tres aacutereas - militar energeacutetico y finalmente el de automatizacioacuten industrialrdquo

Igualmente NIDays a traveacutes de talleres praacutecticos permitioacute cono-cer maacutes detalladamente y apren-der maacutes sobre coacutemo se pueden adquirir sentildeales directamente de los sensores y coacutemo se pueden analizar presentar y almacenar los datos para la toma de decisiones maacutes raacutepida y efectivamente

De otro lado el Ingeniero Luis Guizar profundizoacute en las caracte-riacutesticas que trae para Colombia el desarrollo de Sistemas de Control y monitoreo con LabVIEW Com-pactRio y CompactDAQ ndash ldquoaunque actualmente estas nuevas versio-nes estaacuten en proyectos en la ac-tualidad en la industria nacional si se han venido realizando pruebas de las diferencias maacutes grandes que traen estas nuevas versiones una a destacar es que las presta-ciones ya son universales asiacute mis-mo el ingeniero tiene la posibilidad de interactuar directamente con el dispositivo embebido ya no tiene que tener una interface interme-dia De otro lado la configuracioacuten ahora es maacutes intuitiva y finalmente el sistema operativo ha permitido acceder a mercados que exigen maacutes seguridadrdquo

basada en adquisicioacuten de datos ba-sados en PC como CompactDAQ y LabVIEW sea maacutes raacutepida confiable y a un menor costo Finalmente tuvimos la oportunidad de aproximarnos al trabajo que se ha venido realizando en el desarro-llo de aplicaciones para la industria militar y aeroespacial y su desarro-llo de sistemas de prototipos Al igual que las soluciones pensadas para la industria de energiacutea petroacute-leo y gas mediante soluciones de hardware y software para desarro-llar sus aplicaciones

Ing Felipe Rincoacuten Gerente de Ventas de NI - Colombia Ecuador y Venezuela

Ing Luis Guizar Gerente General de NI para Colombia

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Control hiacutebrido conmutado como alternativa tecnologica para la eficiencia energeacutetica

Por Julio A Florez-Vargas1

Ricardo Alzate-Castano2

Resumen El presente artiacuteculo presenta teacutecnicas de control hiacutebrido como solucioacuten potencial al problema de regulacioacuten de los niveles de tensioacuten a la salida de circuitos convertidores de potencia para el mejoramiento de su eficiencia energeacutetica Los sistemas de ejemplo corresponden con un convertidor dc-dc tipo Buck y un convertidor ac-dc tipo rectificador controlado basado en scr Se presenta una metodologiacutea para implementacioacuten de algorit-mos de control hibrido dividida en tres pasos modelado matemaacutetico anaacutelisis numeacuterico e implementacioacutenfiacutesica Se consideran como teacutecnicas de ejemplo el control por modos deslizantes smc y el control optimo conmutado Los mejores resultados en la praacutectica se obtienen con la teacutecnicasmc Los trabajos complementarios incluyen la revisioacuten de aspectos praacutecticos para mejorar el desempentildeo del control oacuteptimo y la aplicacioacuten de la metodologiacutea presentada en niveles de potencia mayores que permitan tener un impacto a escala industrial

Palabras clave Control deslizante control oacuteptimo convertidor de potencia fpaa fpga sistemas dinaacutemicos hiacutebridos

1 Estudiante de la Maestria en IngenieriaElectronica2 Profesor asistente Correo electronico ralzatecuiseducoEscuela de

Ingenieria Electrica Electronica y de Telecomunicaciones Universidad Industrial de Santander Bucaramanga

IntroduccioacutenActualmente cobra vital importancia el buen uso que la humanidad pueda dar a los recursos energeacuteticos

Fenoacutemenos como el calentamiento global y la re-duccioacuten de reservas naturales nos hacen pensar en la necesidad de administrar mejor la demanda de recur-sos por parte de una poblacioacuten en aumento y con una alta dependencia de la electricidad para satisfacer sus necesidades cotidianas A nivel tecnoloacutegico se reconoce al convertidor de potencia como el sistema que posee la responsabilidad de administrar de forma adecuada la transferencia energeacutetica entre una fuente y la carga que luego realizara el trabajo Esta administracioacuten energeacutetica se traduce en acciones de regulacioacuten tradicionalmente resueltas mediante variaciones en la conmutacioacuten de los dispositivos semiconductores de los cuales estaacute compuesto En particular se emplea la variacioacuten del ciclo uacutetil para una sentildeal modulada en ancho de pulso (pwm) Soluciones convencionales basadas por ejemplo en controladores pid [1] para modificar las condiciones de operacioacuten de un circuito

Convertidor de potencia demuestran no ser las me-jores como respuesta ante no linealidades del sistema o ante cambios parameacutetricos

Como alternativa se plantean descripciones a manera de combinacioacuten entre formulaciones continuas y reglas discretas para el estudio de la conmutacioacuten en sistemas

como el convertidor de potencia a partir de los denomi-nados sistemas dinaacutemicos hiacutebridos [2 3]

Este cambio de paradigma en la manera de analizar y manipular a traveacutes de acciones de control hibrido el comportamiento del circuito convertidor de potencia ha permitido obtener resultados importantes reportados en la literatura [2-6] Algunos enfoques de control hibrido incluyen el control por modos deslizantes (smc por sus si-glas en ingleacutes) [7] y el control oacuteptimo [8] cuya formulacioacuten matemaacutetica busca la estabilidad del sistema a traveacutes de la teoriacutea de estabilidad de Lyapunov [9] en complemento con la matemaacutetica hamiltoniana [10] y lagrangiana [11] Por otro lado las herramientas Tecnoloacutegicas actuales facilitan la implementacioacuten de algoritmos complejos de control a partir del uso de dispositivos programables como los fpga (del ingleacutes Field Programmable Gate Array) [3] los fpaa (del ingleacutes Field Programmable Analog Array) [5] los microcontroladores dspic [12] los PSoC (del ingleacutes Programmable Systemon-Chip) [13] o los dsp (del ingleacutes Digital Signal Processor) [4] combinando altas prestaciones de memoria y velocidad de procesamiento con la flexibilidad dada por reconfiguraciones circuitales programadas

giacutea

29No 2

El presente artiacuteculo incluye resultados que apuntan en esta direccioacuten incorporando herra-mientas Tecnoloacutegicas basadas en el disentildeo e implementacioacuten de Controladores hiacutebridos para manipular el desempentildeo de circuitos convertido-res de potencia [6 14] como solucioacuten al problema de mantener regulados los niveles de tensioacuten a la salida del circuito El artiacuteculo se desarrollara en cuatro partes esenciales la segunda seccioacuten abordara la metodologiacutea empleada para realizar la implementacioacuten de teacutecnicas de control hibrido de tipo smc y oacuteptimo la tercera mostrara los resul-tados de laboratorio obtenidos tras la realizacioacuten computacional de las rutinas de control sobre el circuito convertidor de potencia en la cuarta se realizara una discusioacuten que finalmente permitiraacute enunciar las conclusiones generales del trabajo en la quinta seccioacuten

2 MetodologiacuteaLa representacioacuten dinaacutemica general de un sistema en el espacio de estados estaacute dada por la expresioacuten (1) en la que x representa los estados u las entradas e y las salidas del sistema [7 9]x= f (xu) (1)y= g(xu)Sin embargo en la buacutesqueda por obtener un maacuteximo aprovechamiento de energiacutea se plantea la combinacioacuten de dinaacutemicas en tiempo continuo con reglas de tiempo discreto a partir de lo que se conoce como un sistema dinaacutemico hibrido [3 4] En general el esquema hibrido es aplicable a muacuteltiples ramas del conocimiento que abarcan campos como la biologiacutea y la ingenieriacutea

En el aacutembito energeacutetico con enfoque en la ob-tencioacuten de recursos de fuentes no convencionales se hace necesario mejorar el desempentildeo de la etapa de conversioacuten de potencia y de manera-maacutes precisa disminuir en ella la mayor cantidad de peacuterdidas Este aspecto impone la diferencia entre un sistema viable y otro inadecuado como una medida de costo-beneficio No obstante con la incorporacioacuten de tecnologiacuteas de implementacioacuten para acciones de control por medio de dispositivos programables se facilita el avance en la buacutesqueda de una maacutexima eficiencia energeacutetica convirtien-do a los convertidores de potencia en una clase de sistemas hiacutebridos con mayor velocidad de procesamiento ductilidad y portabilidad que sus predecesores no embebidos

Controlador 1

Supervisor

Proceso

Controlador 2

Controlador 4

Controlador 3

Figura 1 Control hibrido

Fuente los autores

En la figura 1 se muestra un esquema geneacuterico de un sistema dinaacutemico hiacutebrido Para nuestro caso particular el proceso corresponde con el circuito convertidor de potencia A su vez el sistema supervisor se refiere a la tecnologiacutea de hardware programable capaz de realizar la conmutacioacuten con base en un algoritmo de control previamente implementado La estructura

metodoloacutegica desarrollada para llevar a cabo la implementacioacuten de un control hiacutebrido conmutado en un convertidor de potencia se puede dividir en las etapas ilustradas en la figura 2 enunciadas a continuacioacuten

Metodologiacutea

Etapa 1

ModeloMatemaacutetico

AnaacutelisisNumeacuterico

ImplementacioacutenFisica

Etapa 2 Etapa 3

Figura 2 Planteamiento de metodologiacutea

Fuente los autores

21 Definicioacuten de la ley de control hibridoComo teacutecnicas de control para verificar se selecciona-ron el smc y el control oacuteptimo conmutado Cada una de estas se formula a partir de las ecuaciones dinaacutemicas del sistema Ambas teacutecnicas representan realizacio-nes binarias o digitales debido a la conmutacioacuten que constituyen como accioacuten en el circuito convertidor de potencia restringiendo sus valores de salida en el intervalo (0 1)

El smc como caso particular de control robusto tiene como caracteriacutestica principal la posibilidad de trabajar la estabilidad de un sistema vectorial n-dimensional como un sistema escalar a traveacutes de una trayectoria representante del error con-ceptualizada como superficie de deslizamiento [7]

giacutea

30 No 2

En (2) se puede ver la representacioacuten matemaacutetica de la superficie de deslizamiento donde xd deno-ta la trayectoria deseada mdashpara nuestro caso el voltaje deseado a la salida del circuito convertidor de potenciamdash y en (3) la ley de control conmutado generada a partir del smc como una lectura del signo del error dinaacutemico obtenido en camino hacia la superficie de deslizamiento

s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

Por otra parte el control oacuteptimo tiene sus oriacutegenes en la formulacioacutenmatemaacutetica hamiltoniana en don-de la eleccioacuten de la ley de control oacuteptima se toma con base en su capacidad de minimizar un funcional de costo de energiacutea J tiacutepicamente asociado al gas-to energeacutetico del actuador para lograr el oacuteptimo desempentildeo del sistema

En (4) se muestra el funcional de costo obtenido para elegir la ley de control oacuteptima para mantener constante la salida de un convertidor de potencia tipo Buck como se puede observar en [15]J (x(t) x (t)) dT20 _= -(4)Esta eleccion se realiza segun el principio del maxi-mo del Pontryagin [16] donde la minimizacioacuten de J es equivalente a maximizar el hamiltoniano [10]

22 Anaacutelisis numeacuterico del sistema de controlUna vez definida la ley de control se realiza un anaacutelisis del compor tamiento dinaacutemico de los modelos matemaacuteticos del sistema empleando herramientas computacionales para predecir con respecto a la simulacioacuten posibles entornos virtua-les de operacioacuten previos a la implementacioacuten fiacutesica y definitiva del sistema En particular las pruebas realizadas en simulacioacuten buscan evidenciar la vali-dez de las teacutecnicas de control propuestas Para el caso de anaacutelisis numeacuterico en circuitos eleacutectricos y electroacutenicos se dispone de herramientas de caacutel-culo computacional como psim Orcad y Proteus Otro recurso importante y quizaacutes maacutes geneacuterico estaacute constituido por el paquete comercial matlab el cual facilita la utilizacioacuten de funciones mate-maacuteticas predefinidas para construir algoritmos geneacutericos

En la figura 3 se muestra un ejemplo de la graacutefica de respuesta en el plano de fase [9] (ie voltaje vs corriente) para un circuito convertidor de potencia tipo Buck bajo la accioacuten de un control por modos deslizantes simulada en matlab En este caso la superficie de deslizamiento se eligioacute para mantener

la salida de tensioacuten constante en 7 voltios El eje x de la figura representa la corriente en la bobina y el eje y la tensioacuten en la resistencia de carga A partir de lo anterior se verifica la capacidad del sistemacontrolado para regresar a la superficie de deslizamiento posterior al efecto de una perturba-cioacuten aplicada sobre la carga del sistema como se verifica a partir de los dos puntos de acumulacioacuten de la trayectoria en la figura

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045

XY Plot

Figura 3 Plano de fase Tensioacuten (eje y [V]) vsCorriente (eje x [A]) para control deslizante

Fuente los autores

23 Seleccioacuten para la tecnologiacutea de implementacioacutenPosterior a tener definida una ley de control hiacutebrido para manipular la conmutacioacuten del circuito conver-tidor de potencia y verificar computacionalmente las predicciones teoacutericas de la dinaacutemica controlada del mismo a traveacutes de simulacioacuten se da paso a la siguiente etapa en la metodologiacutea propuesta para la seleccioacuten de una alternativa adecuada para facilitar la realizacioacuten circuital del algoritmo de control En el presente artiacuteculo se consideran como opciones tecnoloacutegicas de implementacioacuten plataformas embe-bidas basadas en tecnologiacuteas fpaa y fpga

3 ResultadosA continuacioacuten se presentan los resultados obte-nidos en laboratorio para verificar el efecto de las acciones de control hibrido sobre el desempentildeo de circuitos convertidores de potencia La figura 5 ilus-tra el diagrama de bloques del sistema experimental configurado en el cual el dispositivo de proceso corresponde a alguna de las dos opciones fpga o fpaa Tambieacuten es evidente que la sentildeal de actuacioacuten corresponde con un bloque de pwm

giacutea

31No 2

Figura 5 Esquema de control por entidadesde decisioacuten

Fuente los autores

Referencia

Teacutecnica deControl

Dispositivo analoacutegicoDigital programable

Actuador Circuitoconvertidorde potencia

SentildealPWM

Sensor

Perturbacioacuten

Variacioacuten de la carga

Ley deControlM

En la figura 6 se observa la sentildeal de voltaje captura-da a la salida de un convertidor dc-dc tipo Buck so-metido a perturbaciones en la salida bajo la accioacuten de un control por modos deslizantes implementado en un fpga De la figura se observa una respuesta plana en la que raacutepidamente se corrige el efecto de la alteracioacuten aplicada en la impedancia de salida del sistema Se nota tambieacuten en la respuesta el rizado correspondiente a las micro-oscilaciones de alta fre-cuencia (chattering) generadas por la conmutacioacuten de los dispositivos semiconductores en el circuito

Figura 6 Regulacioacuten de tensioacuten por smc anteperturbaciones de carga (fpga)

Fuente los autores

Measure

Vrms1 821v

2 chan off

Vavg1 819v

2 Chan off

Frecuencia1 3333 mHz2 Chan off

Ciclo Trabajo1 99722 Chan off

Vmax1 110V

2 Chan off

ƒDC2V50mV

CH1lt20Hz

EDGEso

500 ms RollHAI

De otro lado la figura 7 permite visualizar resultados para el mismo caso anterior esta vez bajo una accioacuten de control del tipo oacuteptimo conmutado Se observa que la respuesta evidencia alteraciones visibles debido a las perturbaciones aplicadas Por tanto en comparacioacuten con la accioacuten smc este tipo de control presenta un me-nor desempentildeo que amerita un anaacutelisis exhaustivo para

determinar las razones que justifican este comporta-miento bastante lejano de las predicciones teoacutericas

Figura 7 Regulacion de tension por control optimoante perturbaciones de carga (fpga)

Fuente los autores

Measure

Vrms1 787U

2 chan off

Vavg1 77UV

2 Chan off

Vmax1 976U

2 Chan off

2V50mV

CH1lt20Hz

VIDEO N NTSCso

500 ms RollH

La figura 8 por su parte ilustra los resultados experi-mentales para la salida de voltaje en un circuito conver-tidor de potencia del tipo ac-dc (rectificador controlado) basado en un scr bajo la accioacuten de perturbaciones en la carga cuando estaacute sometido a un control del tipo proporcional (con ganancia Kp = 32) ejecutado en un fpaa De la figura se evidencia un leve comportamiento transitorio sobre amortiguado que raacutepidamente se establece en un valor final diferente al deseado es decir se genera un error en estado estacionario

Figura 8 Regulacioacuten de tensioacuten por controlproporcional ante perturbaciones de carga (fpaa)

Fuente los autores

Acoplo

Inversioacuten

Liacutemite BW

200mV500mV

1500ms Roll CH1

lt20HzEDGE ƒDCM T

-7000 ms

giacutea

32 No 2

Un resultado complementario a este uacuteltimo se pre-senta en la figura 9 para una accioacuten de control pid sintonizado (Kp = 64 Ki = 0004 Kd = 0004) Como se observa en la figura el comportamiento transitorio es mucho maacutes evidente respecto a la oscilacioacuten Sin embargo como era de esperarse se corrige el error en estado estacionario gracias a la accioacuten integral

Figura 9 Regulacioacuten de tensioacuten por smc anteperturbaciones de carga (fpaa)

Fuente los autores

Acoplo

Inversioacuten

Liacutemite BW

200mV500mV

1500ms Roll CH1

lt20HzEDGE ƒDCM T

-1800 ms

Finalmente la figura 10 permite verificar la forma de onda obtenida tras ejecutar sobre un fpaa la accioacuten de control smc Nuevamente se observa una respuesta plana que anula de manera raacutepida el efecto de las per-turbaciones permitiendo que el voltaje de salida se es-tablezca al valor deseado de manera casi inmediata Las

Fuente los autores

200mV500mV

1500ms Roll CH1

lt20HzEDGE ƒDCM T

-8600 0ms Measure

Vavg1 985mU2 chan off

Vmin1 840mv

2 Chan off

Vmax1 106U

2 Chan off

Vpp1 224mV

2 Chan off

Frecuencia1 1226Hz2 Chan off

configuraciones circuitales y los valores de paraacutemetro empleados para obtener los resultados presentados se detallan en las referencias [17] y [18] respectivamente para los casos de tecnologiacuteas fpga y fpaa

4 DiscusioacutenDe los resultados presentados en las figuras 6 y 10 se confirma un apropiado desempentildeo en el comportamien-to del circuito convertidor de potencia ante la accioacuten de perturbaciones para mantener regulado el voltaje en su salida cuando se aplica la teacutecnica de control por modos deslizantes smc Este resultado es independiente de la plataforma de implementacioacuten utilizada pues se verifica tanto para fpga como para fpaa Tambieacuten se evidencia una degradacioacuten en el comportamiento del control optimo con-mutado seguacuten resultados de la figura 7 lo cual sugiere una revisioacuten del meacutetodo de implementacioacuten para determinar las consideraciones de tipo practico que deben agregarse para asegurar su desempentildeo teoacutericamente ldquooptimordquoLas teacutecnicas de control convencional como p y pidde-muestran un comportamiento dinaacutemico inferior al ob-tenido por una teacutecnica de control hibrido eficiente como pudo evidenciarse al comparar las figuras 8 9 y 10

5 ConclusionesSe han presentado teacutecnicas de control hiacutebrido como solucioacuten potencial al problema de regulacioacuten de los niveles de tensioacuten a la salida de circuitos convertido-res de potencia para el mejoramiento de la eficiencia energeacutetica Los sistemas de ejemplo corresponden conun convertidor dc-dc tipo Buck y un convertidor acdc-tipo rectificador controlado basado en scr Se ha pre-sentado una metodologiacutea para implementacioacuten de los algoritmos de control hibrido dividida en tres pasos modelado matemaacutetico anaacutelisis numeacuterico e implemen-tacioacuten fiacutesica Se han considerado como teacutecnicas de ejemplo el control por modos deslizantes smc y elcontrol oacuteptimo conmutado Los mejores resultados en la praacutectica se obtuvieron para la teacutecnica smc El trabajo complementario incluye la revisioacuten de los aspectos praacutecticos para mejorar el desempentildeo del control oacutep-timo y la aplicacioacuten de la metodologiacutea presentada en niveles de potencia mayores que permitan tener un impacto a escala industrial

6 AgradecimientosLos autores desean agradecer a la Universidad Indus-trial de Santander por financiar este trabajo a traveacutes del proyecto de investigacioacuten identificado con el coacutedigo vie-uis 5568

33No 2

[1] Z Malekjamshidi y J Mohammad ldquoA hybrid ann and pid classic controller applied to a cascade lc resonant converterrdquo Confe-rence on Control Instrumentation andAuto-mation (iccia) 2nd International Shiraz Iran pp 675-681 2011

[2] C Klumpner ldquoHybrid power conver-ters An exploration of benefitsrdquo isie 2008 ieee International Symposiumon Industrial Electronics 2008 pp 1-27

[3] K Jezernik y R Horvat ldquofpga Hybrid Controller for Unity Power FactorrdquoOhrid Power Electronics and MotionControl Con-ference (epepemc) 2010 14th Internatio-nal T13-11-T13-16

[4] A Ghadam S Burglechner A H Gokceoglu M Valkamay A Springer ldquoImple-mentation and Performanceof dsp-Oriented Feedforward Power Amplifier Linearizerrdquo ieee Transactions on Circuits and Systems i RegularPapers Vol 59 No 2 pp 409-425 2012

[5] A Deese y C O Nwankpa Utilization of fpaa technology for emulation of multi-scale power system dynamics in smart grids San Diego CA Power and Energy SocietyGene-ral Meeting 2012 ieee

[6] F Chierchie y E E Paolini ldquoDiscrete-time modeling and control of a synchronous buck converterrdquo ArgentineSchool of Micro-Nanoelectronics Technology andApplica-tions eamta Conferencia Oct 2009 pp 5-10

[7] I Utkin Sliding Modes and their applications in VariableStructure Systems Moscu Mir Publ1978

[8] D E Kirk Optimal control theory An introduction Englewood Cliffs NJ Prentice-Hall 1970

[9] J J Slotine y W Li Applied Nonlinear Control Englewood Cliffs NJ Prentice-Hall 1991

[10] Landau y Lifshitz Mecanica Barcelo-na Ed Reverte 1991 pp158-175

[11] H Goldstein Mecanicaclasica Bar-celona Ed Reverte 1994

[12] S Boksuwan y T Benjanarasuth ldquoCode generation of fractional f ilters for dsPIC microcontrollersrdquoBali ten-con2011-2011 ieee Region 10 Conference 2011 pp 1275-1279

[13] A Doboli P Kane y D Van Ess ldquoDy-namic reconfiguration in a PSoC devicerdquo International Conference on Field-Program-mableTechnology Sydney nsw 2009 pp 361-363

[14] M H Rashid Electronica de poten-cia Circuitos dispositivos y aplicaciones Mexico Prentice Hall HispanoamericanaS A 1993

[15] L G Fuentes Y K Tutira y P J Esteban ldquoDisentildeo y simulacioacutende estra-tegias de control conmutado en conver-tidores de potenciardquo trabajo de grado Bucaramanga Universidad Industrial de Santander 2012

[16] D G Luenberger Introduction to dynamic systems Theory Models and Applications Nueva York Wiley 1979

[17] M F Gomez L G Navarro D F Jacome y R Alzate ldquoEstrategias de control conmutado aplicadas a circuitos con-vertidores de potenciardquo xviii Simposio de Tratamientode Sentildeales Imaacutegenes y Visioacuten Artificial (stsiva) Bogotaacute 2013

[18] C R Duran J A Florez y R Alzate ldquoRegulacioacuten de voltaje por control de dispa-ro empleando tecnologiacuteas fpaardquo Sometido a consideracioacuten del iv Simposio Internacional

deElectroacutenica Telecomunicaciones y Ciencias de la Computacioacutenetcc itm Me-dellin 2013

J A Florez-Vargas y R Alzate-Castano ldquoControl hiacutebrido conmutado como alternati-va tecnoloacutegica para la eficiencia energeacuteticardquo Ingenieriacutea

Solidaria Vol 9 No 16 pp 81-87 Dic 2013

Referencias

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Teleacutefono (56-2) 2723 1414 Moacutevil (56) 63697515

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[Contenido]

EditorialEnergiacutea Solar Limpia y Posible [3]

Energiacuteas limpiasUn parque eoacutelico marino de uacuteltima generacioacuten puede ahorrar hastamillones de toneladas de CO2 6[6]Estableciendo los estaacutendares internacionales para la seguridad corporativaen la industria de la energiacutea[8]

Informe especialColombia lista para el Solar Decathlon 2015[12]ABB y Solar Impulse se preparan para su vuelo histoacuterico alrededor del mundo[16]En la Guajira se encuentra la instalacioacuten hiacutebrida solar aislada maacutesgrande de Colombia[18]Generar energiacutea limpia a traveacutes del sol con un nuevo Sistema Fotovoltaico[21]Haciendo la energiacutea solar econoacutemica[22]Solvay Torre la Vega mejora la eficiencia energeacutetica y reduce lasemisiones con motores IE3 Efficiency Premium de ABB[24]

TecnologiacuteaLo nuevo de NI para Colombia[26]Control hiacutebrido conmutado como alternativa tecnologicapara la eficiencia energeacutetica[28]

InfografiacuteaUnderstanding the grid[34]

Alrededor del mundoDescubra los eventos maacutes importantes del sector en el presente trimestre[36]

Directores GeneralesYucef Alejandro Patintildeo RugeSandra Milena Moreno Pinilla

Editor JefeYucef Alejandro Patintildeo Rugeyucefalejandrogmailcom

Directora de ArteSandra Milena Moreno Pinillasandrammorenopgmailcom

Director Teacutecnico InvitadoAndreacutes Jaramillo

Ejecutivas ComercialesMelisa Toro

Andrea Fajardotheenergytechnewsgmailcom

Disentildeo y diagramacioacutenConsentidos Comunicaciones

comunicacionesconsentidos comunicacionestk

Volumen 2 Enero-Marzo 2015 Bogotaacute Colombia Surameacuterica

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Colombia

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Panamaacute + EEUU

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Por Panasonic

Modelo Panel solar

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Por ABB

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Motores ABB

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Monitores de

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s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

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200mV500mV

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lt20HzEDGE ƒDCM T

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Vmin1 840mv

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Etapa 1

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XY Plot

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Monitores de

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Proceso

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Etapa 1

Etapa 2 Etapa 3

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giacutea

30 No 2

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XY Plot

Fuente los autores

giacutea

31No 2

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Referencia

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Sensor

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Measure

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Metodologiacutea

Etapa 1

Etapa 2 Etapa 3

Fuente los autores

giacutea

30 No 2

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Fuente los autores

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Etapa 2 Etapa 3

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Etapa 2 Etapa 3

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Etapa 2 Etapa 3

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30 No 2

s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

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s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

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giacutea

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giacutea

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Controlador 1

Supervisor

Proceso

Controlador 2

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Metodologiacutea

Etapa 1

Etapa 2 Etapa 3

Fuente los autores

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30 No 2

s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045

XY Plot

Fuente los autores

giacutea

31No 2

Fuente los autores

Referencia

SentildealPWM

Sensor

Perturbacioacuten

Ley deControlM

Fuente los autores

Measure

Vrms1 821v

2 chan off

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2 Chan off

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2 Chan off

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CH1lt20Hz

EDGEso

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Fuente los autores

Measure

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2 chan off

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2 Chan off

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CH1lt20Hz

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Liacutemite BW

200mV500mV

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-7000 ms

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Acoplo

Inversioacuten

Liacutemite BW

200mV500mV

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-1800 ms

Fuente los autores

200mV500mV

1500ms Roll CH1

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2 Chan off

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2 Chan off

Vpp1 224mV

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Metodologiacutea

Etapa 1

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30 No 2

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Fuente los autores

giacutea

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Referencia

SentildealPWM

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Measure

Vrms1 821v

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Measure

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Etapa 2 Etapa 3

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Referencia

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Sensor

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Measure

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Etapa 2 Etapa 3

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s(t) x(t) x (t) d = -(2)u(t) 1 s2= (1- sgn( )) (3)

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045

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giacutea

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0 005 01 015 02 025 03 035 04 045

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Revista energytech news vol 2