Maestría en Energías Renovables
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Item Evaluación del funcionamiento de un sistema de bombeo fotovoltaico para el sistema de riego de cultivos hidropónicos de la granja agropecuaria la victoria del Cantón Cevallos Tungurahua(2023-11) Aguirre Sánchez, Víctor Fabián; Laverde Albacerracín, Cristian SamuelEs pertinente señalar que debido a los recientes cambios a nivel global, la energía solar fotovoltaica se ha vuelto cada vez más común y versátil, con una creciente variedad de aplicaciones. Aunque la captación de energía solar no es una novedad, su utilidad ha evolucionado con el tiempo. Por lo tanto, el propósito de esta investigación es evaluar el desempeño de un sistema de bombeo fotovoltaico para su implementación en un sistema de nebulización en la Granja La Victoria. Se utilizó un enfoque metodológico cuantitativo, basado en cálculos estandarizados y precedentes nacionales e internacionales, con un diseño pre-experimental para abordar la hipótesis y medir las variables. Además, la investigación se caracterizó por ser documentada, exploratoria, explicativa y de campo. Los resultados de la simulación y la implementación práctica del sistema indican que dos paneles de 345 W en configuración paralela, una bomba periférica de 373 W y un inversor MPPT-CA de 1kW son adecuados para satisfacer las necesidades energéticas del proyecto (1.636 Wh/día). En términos de eficiencia, se logró un rendimiento del sistema del 89,40%. Además, la eficiencia de la bomba, considerada como un equipo xiv unitario, alcanzó el 61%, mientras que la eficiencia de la bomba como parte del sistema fotovoltaico alcanzo el 51%. Finalmente, en lo que concierne a la protección del medio ambiente, la reducción de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y gases fluorados es crucial. La implementación del sistema presentado en este estudio se espera que reduzca 0,97 𝑚3 /día de CO2. En resumen, se debe promover activamente la investigación y la aplicación de sistemas fotovoltaicos altamente eficientes en diversos sectores, especialmente en el cantón Cevallos, que se caracteriza por ser un área agroindustrial en pequeña escala, ya que existen planteles avícolas, cultivo de flores, crianza de animales menores, así como el cultivo de legumbres y cereales.Item Gestión energética en la central de generación de EP PETROECUADOR.(2023-07) Pacheco Sánchez, Eddy Fernando; Paucar Samaniego, Mayra AlejandraSe ha realizó el análisis de Gestión Energética en la central de generación de la estación Sansahuari de la empresa EP Petroecuador, planteando estrategias para la optimización del consumo energético en la central de generación mediante una investigación cuantitativa de carácter no experimental y de un enfoque descriptivo. Se tomó como referencia el método TGEE que está enfocado en el diagnóstico de la información actual que posee la empresa con datos tomados del año 2022 y el diagnostico energético de la instalación y los sistemas que intervienen en la central de generación, se estableció el consumo del sistema energético por medio del analizador HIOKI PW3198, que permitió conocer las variables de energía involucradas en el sistema de generación; fundamentado con los lineamientos de la norma ISO50001 con enfoque de mejora continua de la empresa, proponiendo planes de acción para el mejoramiento del sistema eléctrico. xiv Se ejecutó el procesamiento de la información y el análisis estadístico donde se implementa líneas de tendencia de consumos de energía y lineamentos de operación de las unidades de generación según parámetros de fábrica, permitiendo conocer los límites adecuados de operación y verificación de las variables eléctricas de operación tomando como referencia las regulaciones del Ecuador ARCERNNR 003, 027, 001 y normas IEEE519, 1160, IEC61000. Los resultados obtenidos permitieron mejorar el diagrama unifilar de la estación Sansahuari, necesario para identificar el punto de acoplamiento común de las cargas que intervienen en el sistema de generación, verificando el consumo real de energía, la eficiencia actual de las unidades de generación, el rendimiento de operación y las variables energéticas. Se construye la línea base para la implementación de indicadores de rendimiento energético, eficiencia de las unidades de generación, limites adecuados de operación, variables de voltaje, corriente, armónicos y factor de potencia, parámetros de operación que permitirá a la empresa controlar el buen funcionamiento de los equipos de generaciónItem Análisis de factibilidad de un sistema termo solar híbrido de concentrador parabólico compuesto para el calentamiento de agua sanitaria en viviendas de zonas rurales.(2023-07) Romero Proaño, Juan Sebastián; Samaniego, Mayra PaucarEn la presente investigación se realizó el estudio de factibilidad de un sistema termo solar híbrido de concentrador parabólico compuesto para calentamiento de agua sanitaria en viviendas de zonas rurales, el estudio se ejecutó en la comunidad La Rinconada perteneciente a la parroquia Angochagua de la ciudad de Ibarra. De acuerdo a los datos analizados, en esta zona de la provincia de Imbabura se tiene una radiación solar con valores promedio de 4,374 kWh/m2 , además entre los meses de abril y agosto a partir de las 11h00 a.m hasta las 15h00 p.m, la radiación solar es más alta, lo que permite incrementar la captación de energía solar en el sistema propuesto. El diseñó y dimensionamiento del sistema termo solar se desarrolló en función de la demanda de agua caliente sanitaria de 113 familias que residen en la comunidad, en donde se determinó que cada una requiere un caudal máximo de 156 litros al día, a una temperatura de 35 °C, alcanzando un valor de aprovechamiento de energía solar de xv 3,1920 kWh/día, con un rendimiento del sistema de captación solar del 73 % y llegando al 90 % con el sistema híbrido. Para la optimización de su uso, se contempla la instalación de siete colectores solares instalados de manera sectorizada en diferentes zonas a lo largo de la comunidad, con lo que se podrá satisfacer la demanda de agua caliente sanitaria en todas las viviendas de La Rincocanda. Se efectuó el análisis de factibilidad financiera para este proyecto, obteniéndose como resultado un VAN mayor a cero y una tasa de rentabilidad del 80 %, finalmente, con los datos obtenidos se concluye que con la implementación del proyecto se reduce el uso de consumo eléctrico y GLP, lo que generaría ahorro en el pago de planillas eléctricas y disminución de emisiones de CO2.Item Diseño de un plan de mantenimiento para mejorar el tiempo de autonomía del sistema solar fotovoltaico de la fundación Sumak Kawsay In Situ (Skis).(2023-05) Gómez Flores, Germán Estuardo; Cuenca Sánchez, Alan DanielLa energía solar fotovoltaica se ha convertido en una alternativa idónea respecto al empleo del combustible fósil, además de no contaminar al medio ambiente es una energía prácticamente inagotable por lo que constituye una fortaleza en el desarrollo sostenible, beneficiando el progreso del empleo local. Además, es muy eficiente contra el cambio climático y al ser competitiva reduce drásticamente sus costes logrando que las energías renovables sean una solución al déficit energético. En la fundación Sumak Kawsay In Situ (SKIS) se han realizado varias mediciones, posibilitando la importancia de realizar un mantenimiento periódico en el sistema de energía solar fotovoltaico, mejorando el tiempo útil del servicio energético en donde un plan de mantenimiento guíe la forma de realizar un cuidado efectivo sin cometer daños en xiv el sistema en el que el usuario puede realizarlo tomando en cuenta que también tiene sus limitaciones. Hoy en día es notoria la necesidad que siente la sociedad de poder solventarse de un servicio básico que ya es parte en el desarrollo cotidiano de las personas, más aún cuando hombres y mujeres forman un voluntariado en protección al medio ambiente específicamente en la flora y la fauna que de diferentes lugares del mundo sienten la necesidad de ayudar en la fundación Sumak Kawsay In Situ que tiene un desenvolvimiento científico sin fines de lucro y parte del trabajo que lo realizan requieren de energía eléctrica tomando en cuenta que la mayor duración de acumulación de energía que tengan los acumuladores será mayor la solvencia de energía que disponga el personal de voluntarios de ahí la necesidad imprescindible de colaborar con el diseño de un plan de mantenimiento que ayude en la autonomía del sistema solar FV y puedan mantenerse en contacto con las tecnologías de la información y comunicación. Se ha tomado en cuenta la fiabilidad de la encuesta a través de la medición del coeficiente Alfa de Cronbach, ANOVA de Friedman, Correlaciones y Análisis Chi Cuadrado en la consistencia que tienen la preguntas entre si con respecto al tema en la que indican que luego de su análisis tienen buena correlación entre preguntas, confirmando de este modo los resultados realizados en la investigación.Item Estudio de factibilidad para suministro de energía eléctrica por ERNC para alimentación de auxiliares de la central térmica ITT(2023) Basantes Erazo, Mayra Judith; Paucar Samaniego, Mayra AlejandraSe efectúa en el presente trabajo de investigación el análisis de implementación y factibilidad de los recursos renovables no convencionales solar fotovoltaico, eólico y de biomasa, para el abastecimiento de los equipos auxiliares de la Central Térmica ITT de propiedad de la empresa CELEC EP ubicada dentro de las instalaciones del Bloque 43 de EP PETROECUADOR. De los datos registrados de generación de la central desde el año 2019 se obtiene que la demanda promedio diaria es de 21.032,08 kWh (equivalente a 876,34 kW y una superficie de 92.140,00 m2 de terreno), restándose a este valor un promedio de 876,34 kW/Día, correspondiente al funcionamiento de los equipos de servicios auxiliares. Se realiza un análisis comparativo entre la disponibilidad y dimensionamiento de estos recursos, así como la consideración de que el área disponible se encuentra ubicada dentro de una reserva ecológica y que a su vez presenta características técnicas favorables y desfavorables. La energía solar fotovoltaica puede abastecer y suministrar la carga demandante por un lapso de 7 horas, ocupando en este caso el 14% del área disponible de terreno; del sistema de biomasa se puede obtener potencias no mayores a los 670 W y requiere de un espacio del 92% de terreno para la implementación del proyecto; y con respecto a la energía eólica no se cuenta con el xiii recurso idóneo (Corriente de Aire) para su funcionamiento. Del análisis técnico y económico realizado, se concluye que la opción más viable es el sistema solar fotovoltaico debido a que ocupa una reducida área de terreno y abastece en un 53,19% de energía eléctrica diaria al sistema. Además, se estima que para un periodo de 10 años el proyecto se considera factible económicamente, presentando un beneficio superior al costo en 1,22 veces siempre y cuando el ingreso mensual sea de $75.000,00 con una tasa de descuento del 12%.Item Economía circular y el impacto en la huella ecológica del sector industrial de la ciudad del Puyo.(2023) Robalino Barrera, Bryan Alexander; Amancha Proaño, Pablo IsraelEl incremento de la productividad del Ecuador en todas sus áreas económicas a provocado un aumento de los impactos ambientales, por lo cual es necesario generar estudios que promuevan a una responsabilidad social y ambiental. La importancia de la investigación radica en el visualizar sobre la aplicación de la economía circular y su impacto en la HE, para lo cual se planteó el objetivo de determinar si la economía circular incide en la huella ecológica del sector industrial de la ciudad del Puyo, para lo cual la investigación tiene un enfoque mixto, es decir, cualitativo y cuantitativo, y para su desarrollo se utilizó la investigación documental, se optó por la investigación correlacional en el desarrollo del mismo, ya que esta pretende establecer lo que es la economía circular, sus principales características y componentes, y la relación que existe con la huella ecológica, para ello también se debe detallar en su totalidad o describir sobre dichas variables, para tener un conocimiento amplio sobre las dos variables de estudio. La información obtenida para el desarrollo de la investigación fue de tipo primaria por medio de la encuesta aplicada a xii propietarios, administrativos o personal encargado de la toma de decisiones de las empresas del sector industrial del Puyo y secundaria por medio de la observación se seleccionó información adecuada para el desarrollo de la investigación y el cumplimiento de los objetivos, siendo estas de fuentes validadas y oficiales, una vez analizada y procesada la información se plantea el modelo matemático por mínimos cuadrados ordinarios (MCO), el cual permita establecer una relación entre la economía circular y la huella ecológica siendo la variable dependiente ventas y como variables independientes energía eléctrica, diésel y gasolina extra, estableciendo que las variables de consumo de energía eléctrica y consumo de combustible diésel son variables altamente relacionadas con la variable dependiente ventas, despreciando la variable de consumo de gasolina al no existir valores considerables, finalmente se concluyó que existe una relación entre la economía circular y la huella ecológica.Item “Procedimientos para la reducción de emisiones de gases en Grupos Electrógenos del Campo Auca EP PETROECUADOR”(2022-01) Álvarez Naranjo, Patricio Giovanni; Paucar Samaniego, Mayra AlejandraEl objetivo de esta investigación es proponer procedimientos para la disminución de emisiones de gases en Grupos Electrógenos del Campo Auca – Bloque 61 EP PETROECUADOR, con el fin de alcanzar dicho objetivo, se cuantificó la cantidad de gases que emiten los equipos mediante un ensayo cuantitativo con alcance descriptivo no experimental, con datos tomados desde el año 2019, lo cual permitió analizar el impacto al medio ambiente. Las fases del proyecto involucran equipos de medición como el analizador de gases de combustión el cual permitió tomar datos de los gases que emiten los grupos electrógenos, analizador de vibraciones TRIO CX7 que mediante un análisis predictivo permite determinar la condición de los equipos y un análisis del aceite utilizado que evalúa la condición de los elementos mecánicos frente a los procesos de combustión interna. Luego de la recolección de datos se realiza el procesamiento de información y el análisis estadístico que a través de tendencias permiten establecer criterios de aceptación o rechazo de la condición de los equipos y su desenvolvimiento xvi frente a las normativas ambientales y requerimientos mecánicos para tener una operación segura y confiable. Se estableció varios aspectos tecnológicos desde la perspectiva mecánica y de mantenimiento para analizar los procesos de combustión interna de los equipos analizando el tipo de combustible y calidad del aceite utilizado. Los resultados obtenidos mediante una investigación de tipo cuantitativo permitieron obtener las tendencias de desgaste del aceite, las horas de trabajo de los equipos, para luego establecer acciones preventivas y/o correctivas a realizarse para mitigar las emisiones de gases y alargar la vida útil de los equipos. Los procedimientos de eficiencia energética planteados para la reducción de emisiones de gases en grupos electrógenos están conceptualizados en base a planes de mantenimiento programados, de acuerdo a las horas de operación de cada equipo, en donde se involucra horas hombre, materiales, herramientas y consumibles para mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico, procurando que el recurso energético que generan los grupos electrógenos esté siempre disponible para la operación de una manera responsable con el medio ambiente.Item OPTIMIZACIÓN DEL ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA PARA INTEGRACION FOTOVOLTAICA EN DOMICILIOS UTILIZANDO MATLAB(Universidad Tecnica de Ambato,Magister en Energías Renovables, 2022-10-05) Sosa Guzmán, Andrés David; Cuenca Sánchez, Alan DanielCurrently, the use of photovoltaic solar energy has increased significantly worldwide, as it is considered clean, inexhaustible, and environmentally friendly. Furthermore, it drastically reduces the environmental impact of CO2 emissions by a total of 840 (kg CO2) per year. In fact, photovoltaic systems can be of two types: off-grid when it is difficult to access the electrical distribution system and grid-connected when it can provide or receive energy from the electrical system. This project focuses on off-grid systems and proposes control strategies for optimizing battery bank energy storage. Therefore, the following scenarios were considered in a Matlab simulation: a photovoltaic system without optimization, the oversizing of a photovoltaic system, a photovoltaic system with demand management, a photovoltaic system with auxiliary generation, and a hybrid system (photovoltaic - auxiliary generator) with demand management. The most representative findings indicate that the use of a hybrid system allows recovering the battery state of charge (SOC) by 1.8% per day, satisfying the needs of the users and including shading conditions in its analysis. Additionally, a levelized cost of energy (LCOE) analysis was performed for each scenario mentioned, for which the hybrid system presents a LCOE of 44.1 (cUSD/kWh). This means that the application of a hybrid system is feasible in homes that do not have access to the distribution network. Finally, the result of this analysis contributes to the implementation of hybrid systems in off-grid systems. In addition, it contributes to homes connected to the grid to drive photovoltaic energy to reduce the environmental impact produced by the CO2 footprint and the load on the distribution system.Item Estudio de sostenibilidad con energía fotovoltaica para el abastecimiento de electricidad al sistema de agua del barrio Mariscal Sucre(Universidad Técnica de Ambato. Dirección de Posgrado. Maestría en Energías Renovables., 2022-11-01) Chiliquinga Chariguamán, Diego Armando; Gordon Gallegos, Carlos DiegoThe amount of rain in the Mariscal Sucre neighborhood is insufficient to meet the water demand of the agricultural and livestock sector. Extraction and pumping methods with electricity supply from the distribution network have a high cost, therefore, it is an unsustainable option for the inhabitants. For what makes PV-based solutions more attractive, according to the literature, only about 10% of the total energy produced by PV modules is used to meet the world's water needs. Currently, the water supply for the neighborhood, whether for human consumption and irrigation, is carried out by extracting water from a deep well with the help of an electro-submersible pump, which is fed with energy from the distribution network. The cost of electricity supply in 2015 was around $150, which according to the inhabitants was affordable, but as of 2020, when the rains decreased drastically in the sector, the need for water supply for irrigation was insufficient, so the pump it remained on most of the day, increasing electricity consumption and therefore the increase in energy payments. The objective of this project was to determine the sustainability of the energy supply to the water system with photovoltaic energy, for which it began by calculating the solar resource of the site with the help of available databases, additionally, with the help of the electricity consumption history. Issued by the distribution company (ELECPCO S.A.) from 2015 to 2022, the average consumption profile of a typical day was obtained. To verify the optimal dimensioning of the photovoltaic generator, the analytical method and the PVSYST software were used. The dimensioning was carried out using the criteria of a system isolated from the network, with which the following configuration was determined: 32 solar panels (405 W-STC), a regulator that supports a minimum current of 28.55 A, an inverter with two channels of 6.87 KW minimum, and 60 batteries of 250 Ah for an autonomy of two days recommended in the Ecuadorian Electrical Standard (NEC-11).