EL3003 - Laboratorio de Ingeniería Eléctrica

Profesor: Nelson MoralesIntegrantes: Felipe Gana

Emilio MorenoTomás Lavados

Presentación de Hoy

Laboratorio de Energía, Accionamientos y Electrónica de Potencia

- Conceptos Básicos- Quién utiliza el Laboratorio - Qué se investiga en el Laboratorio y por qué- Equipos Utilizados - Proyectos Realizados en el Laboratorio

Conceptos Básicos

- Energía Eléctrica- Energías Renovables- Accionamientos - Electrónica de Potencia- Líneas de Transmisión- Subestaciones Eléctricas- Factor de Potencia

Ubicación del Laboratorio

El Laboratorio de Energía, Accionamientos y Electrónica de Potencia se ubica en el cuarto piso del Edificio de Electro-Tecnologías.

¿Quién utiliza el Laboratorio?

El Laboratorio de Energía, Accionamientos y Electrónica de Potencia junto con el Laboratorio de Tracción son parte del Centro de Energía de la Facultad.

Luego, el Laboratorio es utilizado por académicos, estudiantes y memoristas que realizan proyectos en el área, así como por alumnos del Taller de Proyecto en Energías Renovables.

Centro de Energía

El Centro de Energía fue inaugurado en el mes de Mayo del 2009, tiene por objetivo liderar el proceso de innovación tecnológica en el ámbito energético contribuyendo al desarrollo de soluciones novedosas y de calidad en el tema energético, relevantes para el desarrollo nacional y que sean competitivas internacionalmente.

Lo anterior, es claramente el eje central que dirige todos los proyectos realizados en el Laboratorio.

¿Para qué se utiliza el Laboratorio?

El Laboratorio, es utilizado para el Taller deProyecto así como para diversos trabajos en elárea de energía y potencia.

Actualmente, la mayor parte de investigación ydesarrollos se realiza en el marco del ProyectoGEVI.

Proyecto GEVI

Actualmente: El Sistema Interconectado Central es el que provee de energía a la mayor parte del país.

Problemas: Es un sistema desconectado, ya que localidades pequeñas no pueden inyectar energía a la Red. Esto se debe a la alta potencia reactiva generada.

Idea: Generación y consumos localizados y la posibilidad de poder inyectar potencia a la red sin disminuir el factor de potencia de esta.

Proyecto GEVI

GEVI: Generación Virtual de Energía.Se basa en un grupo de generadoresdistribuidos (GD) operando bajo unesquema de coordinación común.

Los GD son unidades de pequeñaescala ubicadas en la cercanía de losconsumos, utilizando diversas fuentesenergéticas y soluciones tecnológicas.

Idea: Operación GEVI en próximosaños en el país.

Generador Micro-Hidráulico

-Es alimentado con la caída de agua de una vertiente, lo que le permite generarel movimiento de la turbina con disparo de agua a alta presión.

-Actualmente se está trabajando sobre los controladores del Generador.

- Cuenta con una capacidad de generación de 2 KW aproximadamente.

Túnel de Viento

- El túnel de viento sirve para generar energía eólica, utilizando un generadorasincrónico. Actualmente, está siendo adaptado para trabajar con generadoresde inducción.

- Es alimentado por un motor ubicado en uno de los extremos del tubo quesimula el efecto del viento sobre la hélice

Simulador de Línea de Transmisión

- La Línea de Transmisión del Laboratorio permite realizar simulaciones deconsumos activos y reactivos en una Red eléctrica.

- Permite realizar diferentes configuraciones y compararlas a través demediciones de corriente y voltaje en las líneas y en las cargas.

Simulador de Línea de Transmisión

- Mediante el equipo SBC se puede modelar el esfuerzo realizado por unasubestación eléctrica y permite modificar la cantidad de potencia reactiva paralogar la máxima transferencia de potencia activa a la red.

- Permite modificar el factor de potencia, a través de conexión de bancos decapacitores y de inductores.

Generación Diesel

- Los Generadores Diesel son muy comúnmente utilizados en la industrias y en instalaciones que las densidades de personas son grandes, como lugares públicos, hospitales y edificios, como medida de resguardo contra fallas en el suministro eléctrico.

- El Generador Diesel del Laboratorio se utiliza para fines exclusivamente académicos, y tiene una capacidad de 2 KW.

Taller de Proyecto

La Sección de Taller de Proyecto “Energías renovables y uso eficiente” dirigida por el profesor Rodrigo Palma, realiza diferentes trabajos con alumnos de segundo año, que tienen por objetivo diseñar sistemas o formas de energía que permitan satisfacer necesidades de localidades rurales no abastecidas por la red, o hacer más eficiente el uso de la energía en la ciudad.

Bicicleta Cargadora de Celulares

Funciona a modo de bicicleta estática pues el diseño original fue pensado para ser aplicado en gimnasios o lugares similares.

Su funcionamiento es a base de dos dínamos instalados en la rueda trasera que a partir del movimiento de ésta generan una corriente continua, luego la corriente es enviada a un convertidor CC/DC y luego a un regulador de voltaje, para finalmente alimentar los cargadores de distintos tipos de celulares que se tienen.

Solar-Charger

La carga de celulares representa un consumo pequeño, pero en el momento de ser evaluado por toda la comunidad universitaria, es absolutamente no despreciable, y es un gasto energético mayor.

Solar-Charger es una idea novedosa que permite la carga de celulares en lugares públicos utilizando energías renovables, en este caso, con el uso de paneles solares que son orientables en diferentes ángulos, para obtener la mayor radiación del sol, y así alivianar el consumo de la red.

Solar-Charger

Energía Mareomotriz

Se cuenta actualmente con tres modelos de ideas para aprovechar la energía mareomotriz:

Dos de ellos funcionan modo de molinos de agua que hacen pasar el agua de la diferencia de altura de las mareas por sus turbinas generando un torque mecánico y luego, energía.

El tercer modelo que se tiene funciona a partir del movimiento superficial del mar, es decir, genera energía a partir de las olas y las tormentas marinas.

Motor Stirling

El principio de funcionamiento del Motor Stirling es el trabajo hecho por la expansión y contracción de un gas al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, donde se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, donde se expande. La idea es aproximarse al ciclo de Carnot.

Actualmente el laboratorio cuenta con un prototipo de juguete importado de Alemania que funciona a base del calor de una vela y aire pero se esta trabajando en mejorar su eficiencia ya que se calienta con facilidad.

Bio-digestores

Un Bio-digestor es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se deposita el material orgánico (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales) con el objetivo de que se descomponga, produciendo gas metano (CH4)y fertilizantes orgánicos (compuestos de nitrógeno, fósforo y potasio).

Está mezcla es llamada biogás, y se puede utilizar como combustible para generar energía.

Horno Solar

Su funcionamiento se basa en tubos de vidrio, que tienen diferentes capas: una capa traslucida, un espacio de vacio y una capa de absorción (cuerpo negro)

De este modo, toda la energía capturada queda dentro del tubo y va calentándolo continuamente, y este al estar conectado con el horno metálico, permite cocinar en su interior a fuego lento.

Cuenta con termostato y ventilador para realizar el control sobre la temperatura y velocidad de cocción.

Otros Proyectos

Diversos proyectos pueden ser llevados a cabo utilizando herramientas del Laboratorio de Energía y Accionamientos, por tanto, enfocados en el área de generación energética y electrónica de potencia, sin embargo, fuera del marco de GEVI y el Taller de Proyecto, tanto para memoristas, estudiantes, colaboraciones con otros departamentos como por ejemplo Química y Mecánica, o bien otros proyectos del Centro de Energía.

Bicicleta con Motor de Hidrógeno

Proyecto desarrollado por los alumnos de intercambio Tobías Heller y Markus Döschl, de la Universidad de Kempten de Alemania en cooperación de alumnos de pregrado y académicos de la Facultad.

La bicicleta puede movilizarse gracias a un motor a hidrogeno, debido a que el pedaleo carga las baterías que luego pueden generar energía eléctrica capaz de detonar la electrolisis en el interior del motor, lo que permite obtener hidrogeno a partir de agua, y de este modo hacer funcionar el motor de la bicicleta.

Resumen

-Centro de Energía: Tiene por objetivo convertir a Chile en líder tecnológico a nivel de energía, aprovechar nuestros recursos energéticos.

- Proyecto GEVI: Consumos y Generación de energía distribuidos y controlados por ente central.

- Laboratorio de Energía y Accionamientos: Trabajos académicos y de estudiantes con respecto al desarrollo de tecnologías para aprovechar energías renovables, principales trabajos son GEVI y Taller de Proyecto.