Tutoriales Dialux (1)

Ya estamos en la recta de salida del 2º trimestre (como quien dice), y andamos bastante retrasados (como suele pasar) en temario, por lo que, aprovechando que estamos entrando, o según se mire, saliendo, del tema de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado, he creado algunos tutoriales de manejo del Dialux que pueden ser útiles para realizar posteriormente la evaluación energética desde el punto de vista de la iluminación de acuerdo a la UNE 15193 y a la sección HE3 del Código Técnico de la Edificación.

El primero de ellos pretende introducir el manejo básico del programa e ilustrarlo con el cálculo con Dialux del ejercicio que hicimos en clase hace unos días: la iluminación de una sala de biblioteca, aprendiendo de esta forma a dimensionar las zonas y locales, cargar las luminarias, distribuirlas, y por último evaluar los resultados.

Aún queda mucho trabajo por hacer, desde barajar distintos tipos de iluminación de interiores y de elementos arquitectónicos de diseño, seleccionar las luminarias más eficientes, comprobar el deslumbramiento molesto UGR, y por último realizar la evaluación energética de consumo y obtener diversos índices de referencia, como el VEEI que ya conocemos o el LENI de la norma UNE 15193.

Poco a poco se anda el camino. Sin más, ahí os dejo el video:

Eficiencia energética en las instalaciones de alumbrado

Después del parón navideño, como ya hemos comentado en clase, comenzaremos con la eficiencia energética de instalaciones de alumbrado. Sería bueno, e includo aconsejable que poco a poco fuéramos haciendo provisión de la normativa que iremos manejando, a falta aún del tema que todavía está en el horno. Son varios los documentos que nos serán de ayuda para el desarrollo del bloque:

– Por un lado, tendremos que tomar de base la sección HE3 (Eficiencia Energética en las instalaciones de iluminación) del Documento Básico DB HE Ahorro de Energía del CTE. Dado que lo estáis manejando en otros módulos profesionales como el de CEE, sólo tendremos que cambiar de sección…

– Otro documento fundamental será el Reglamento de Eficiencia Energética de instalaciones de alumbrado exterior, aprobado mediante RD 1890/2008, de 14 de Noviembre (BOE 19 de Noviembre). Dado que es normativa oficial, podéis descargar el decreto directamente de su enlace de BOE.

– Por supuesto, no nos podemos olvidar de aquellas instrucciones técnicas del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión que añaden requerimientos sobre las instalaciones de alumbrado o sus componentes. En concreto, nos serán de especial ayuda la ITC-BT-09 (Instalaciones de alumbrado exterior) y la ITC-BT-44 (Instalación de receptores: receptores para alumbrado). Recordad que el Reglamento de Baja Tensión, aprobado mediante RD 842/2002, de 2 de Agosto de 2002 (BOE 18 de Septiembre), también es normativa oficial, por lo que podéis descargarlo íntegro de su enlace del BOE  o bien consultarlo de forma cómoda por ejemplo en la página de la fundación para el fomento de la innovación industrial.

Sin más, no dejéis que las navidades os oxiden el raciocinio. Espero que paséis unas felices fiestas y que podáis descansar. ¡Feliz año nuevo igualmente!

Carga y descarga de condensadores

Ayer surgieron en clase, al estudiar las características básicas de los condensadores y su funcionamiento en continua y alterna, algunas dudas sobre el proceso real ocurrido en bornes del condensador cuando, estando descargado, se pone en contacto con una fuente de tensión de continua a través de una resistencia.

Para intentar aclarar el proceso, os dejo el enlace al material y os reproduzco el contenido colgado por el CIFP Mantenimiento de Servicios a la Producción de Langreo, que explica con detalle y cualitativamente el proceso que tiene lugar en el dispositivo. Tenéis que tener en cuenta que en el caso de los condensadores, las analogías cualitativas electrohidráulicas que en ocasiones nos facilitan la comprensión de los procesos de flujo de corriente y transmisión de tensión no funcionan. En la práctica, suele recurrirse a las analogías electromecánicas, dadas las similitudes que existen desde el punto de vista de descripción del comportamiento entre el movimiento de ciertos sistemas sólidos y ciertos elementos eléctricos. Comprenderlas exige una serie de conocimientos matemáticos e interpretativos de ecuaciones diferenciales e integrales que, con nuestro objetivo a la vista, no tiene sentido introducir.

No obstante, es posible que no nos haga falta para una buena comprensión del proceso que nos ocupa: no olvidéis que lo que tenemos en movimiento no es más que electrones en un circuito eléctrico. Sin más, os reproduzco el contenido:

«El proceso físico de carga de un condensador se basa en la transferencia  de electrones desde una placa hacia la otra. Este proceso no puede ocurrir de forma instantánea, debido al fenómeno de “inercia” presente en los circuitos eléctricos. Un condensador por tanto, no puede cambiar bruscamente de carga ni de tensión, sino que evoluciona mediante un periodo transitorio. Algo similar  ocurre si viajamos a 100 km/h y queremos pasar a 120 Km/h; el cambio no puede ser instantáneo sino que hay un periodo transitorio de aceleración.  Supongamos el circuito de la fig. donde inicialmente el conmutador está abierto, y cerrémoslo sobre la posición 1.

El condensador comenzará a cargarse porque los electrones de la placa superior son “arrancados” de la misma (quedando esta placa con carga +) y se van “incrustando” en la placa inferior (quedando esta placa con carga 0), tal como podemos ver en la figura.

El proceso se mantendrá hasta que la tensión del condensador se iguale a la tensión de la batería, momento en el cual la intensidad se anula. Se dice que  llegamos al régimen permanente, situación que se mantendrá indefinidamente si no se produce algún cambio en el conmutador. La situación de régimen permanente es por tanto: 

• Vcondensador= E bateria
• I=0 (A) 
• Q= C x Vcondensador 

Obsérvese que la intensidad del condensador y el movimiento real de los electrones tiene, por convenio, sentidos distintos.«

En cuanto al proceso de descarga del mismo a través de la resistencia, la situación es muy similar:

«Un tiempo después pasamos el conmutador a la posición 2, con lo que el condensador comenzará a descargarse tal como muestra la figura:

La descarga se debe a la ausencia de la batería. El circuito de la fig.7 es un circuito “desenchufado”, con lo que la tensión del condensador deberá ser nula cuando se alcance el nuevo régimen permanente. Obsérvese como los electrones salen de la placa inferior (que cada vez tendrá menos carga – al perder electrones) y entran en la superior (que cada vez tendrá menos carga + al ganar electrones) hasta que ambas placas sean eléctricamente neutras.

Llegado este momento alcanzamos el nuevo régimen permanente donde:

• V=0 (v) • I=0 (A) • Q= 0(Cul)

Obsérvese en las figuras anteriores que la intensidad de corriente por el condensador cambia de sentido en la descarga respecto a la carga. Al descargarse actúa momentáneamente como una batería ya que la intensidad sale del polo + y se cierra por el menos.

La representación gráfica de la evolución de Vcondensador en función del tiempo podría verse en un osciloscopio y tendría la siguiente forma:»

CAES: Compressed Air Energy System

Ayer surgió en clase, a raíz de las técnicas empleadas por REE de gestión de demanda eléctrica para el aplanamiento de la curva, y en concreto para el apartado de llenado de valles, las distintas posibilidades existentes para el almacenamiento energético. Naturalmente, y dado que por definición la energía eléctrica es una energía fluctuante, su almacenamiento conlleva una necesaria transformación energética que además siempre será de doble sentido ( ya que este almacenamiento no tendría sentido si de nuevo no se realizara conversión energética a energía eléctrica), y que por la naturaleza de los procesos conlleva una pérdida energética importante.

Es por ello que estos procesos sólo tienen sentido como sistema de aplanamiento de la curva de demanda energética y no como sistemas de almacenamiento permanente, aprovechando de esta forma el exceso de energía generada en las horas valle del sistema para posteriormente servir de apoyo en las horas pico. Tradicionalmente, como sabéis, uno de los sistemas más empleados han sido las centrales de acumulación por bombeo, de las que además en Extremadura tenemos varios ejemplos.

A pesar de ser una técnica empleada desde hace tiempo con fines puntuales (la planta Huntorf CAES en Alemania, de 290MW de potencia, lleva funcionando desde 1978), ha sido relativamente reciente su puesta en servicio como proyecto piloto en conjunción con sistemas de aerogeneración.

Las escasas plantas que hasta el momento hacen uso del sistema CAES (Compressed Air Energy System o Sistema de Energía de Aire Comprimido) se basan en aprovechar los excesos energéticos del sistema de producción en horas valle para, en lugar de bombear agua como hacen los sistema de acumulación por bombeo), producir compresión y almacenamiento en grandes cantidades de aire, que posteriormente es turbinado para obtener energía eléctrica en los periodos punta.

Este almacenamiento de aire conlleva la necesidad de disponer de lugares en los que grandes cantidades de aire a presión puedan ser almacenados. En plantas como la de Huntorf se emplea para ello la existencia de cavernas naturales acondicionadas en el terreno para poder realizar el almacenamiento (lo que por si fuera poco es mucho más restrictivo con el ya de por sí selectivo proceso de ubicación de sistemas como el de aerogeneración, si se quieren combinar las técnicas). Este almacenamiento además puede ser adiabático, diabático o isotérmico, modificando cada uno de ellos el rendimiento del sistema y las técnicas de almacenamiento. A pesar de que los sistemas diabáticos son los más implementados en las planas existentes por su simplicidad, son los adiabáticos los de mayor rendimiento.

(Fuente: http://themoderngreen.com/)

Es aquí donde los sistemas de acumulación por aerogeneración consituyen la novedad, ya que permiten implementar procesos adiabáticos (no reales, sino artificiales) con mayor facilidad, empleando además sistema de acumulación de calor del aire de entrada en sales o soluciones con alto calor específico. En el siguiente video podéis ver una magnífica explicación del proceso (como podéis comprobar y suponer, la poca documentación existente de estos sistemas se encuentra en Inglés. Intentaré posteriormente en clase hacer de traductor simultáneo para sacaros algo en claro… :):

Existe escasa documentación de sistemas de este tipo en castellano, pero os dejo de todas formas el enlace a la reseña del estupendo blog Desenchufados, donde podéis leer algo a este respecto, así como un breve comentario en Xatakaciencia sobre estos sistemas implementados como pilotos en EEUU. También es interesante por su carácter divulgativo el enlace de EnergyPulse sobre el tema, aunque, eso sí, en inglés.

¿Qué pensáis? ¿Puede ser el CAES un sistema de amplia difusión en un futuro próximo como lo son hoy día las centrales de bombeo para el aplanamiento de la curva de demanda eléctrica?

Por último, y a pesar de no tener publicaciones directamente relacionadas con el tema, no puedo dejar de recomendaros la biblioteca de UNESA (Asociación española de la industria eléctrica), donde podréis encontrar para descarga directa en formato PDF, numerosas publicaciones sobre el sector eléctrico español, y que van desde la situación actual del mercado eléctrico hasta temas directamente relacionados con la Eficiencia Energética de las Instalaciones como estudios y parámetros de calidad de onda o la interacción entre industria eléctrica y medio ambiente).