Actividades sobre Sistemas Fotovoltaicos en la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa

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José Manuel Juárez Rico
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1 Actividades sobre Sistemas Fotovoltaicos en la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa Juan José Ambriz, Mireya Ruiz y Hernando Romero Paredes Área de Ingeniería en Recursos Energéticos, UAM-I Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México, D.F agj@xanum.uam.mx; myra@xanum.uam.mx; hrp@xanum.uam.mx; Primer Coloquio Internacional para el Fomento de la Energía Fotovoltaica en México Zacatecas, Zacatecas, 5-6 de junio de 2007

Fundación de la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa 1973-74 Creación de la UAM Crisis energética conflicto Medio Oriente 1974 Inicio de la licenciatura

2 Fundación de la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa Creación de la UAM Crisis energética conflicto Medio Oriente 1974 Inicio de la licenciatura de Ingeniería en Energía Áreas de concentración en: Energía solar Energía nuclear Sistemas energéticos Integración del Área de Investigación en Recursos Energéticos

3 Ingeniería en energía Idea, desarrolla, economiza y optimiza los procesos en los que se requiere el uso de energía Enfoca sus conocimientos a la investigación y desarrollo de nuevas fuentes de energía 400 egresados, Industria 13% Sector energético 6% Geotermia 2% Nuclear 11% Fuentes Alternas 6% Otros 23% Computación 4% Consultoría 23% Investigación 12%

4 Área de Ingeniería en Recursos Energéticos, líneas de investigación: Combustión de hidrocarburos y fotoquímica de emisiones Desarrollo de materiales y prototipos de energía solar Integración energética en procesos de separación reactiva Síntesis, análisis y operación óptima de procesos termodinámicos y químicos Sistemas multifásicosdispersos Termoquímica solar Uso eficiente de la energía en la industria y los servicios Transferencia térmica en sistemas energéticos

5 Objetivos en Sistemas Fotovoltaicos Explorar y experimentar el funcionamiento de sistemas alternos generadores de energía limpia. Disminuir el consumo de energía eléctrica derivada de combustibles fósiles. Contribuir a la mejora de la calidad ambiental al disminuir emisión de contaminantes. Asesorar a los posibles usuarios de esta tecnología Formación de recursos humanos habilitación en el diseño e instalación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red

6 Convenio UAMI-IIE Diplomado de Sistemas Fotovoltaicos conectados a la red eléctrica. Formar especialistas en el tema de la tecnología fotovoltaica y sus aplicaciones conectadas a la red a fin de adquirir la capacidad para asistir técnicamente a los usuarios que pretendan adquirir o instalar este tipo de sistemas. Abril 9-27, 2007 Casa abierta al tiempo dad Autónoma Metro

7 Diseño de un sistema fotovoltaico conectado a la red en la UAMI Permitirá a la comunidad universitaria conocer y experimentar la generación de energía eléctrica no contaminante, mediante la energía solar.

8 Edificio T: 50.7 kwp Comparación de la aportación del SFV con la Demanda del Transformador TN :00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Demanda y Generación (kwe) L-V S-D LV-Ver con 50.7 kwp LV-Inv con 50.7 kwp SD-Ver con 50.7 kwp SD-Inv con 50.7 kwp Hora

9 Edificio C: 30 kwp

10 Asesorías específicas Sistemas aislados autónomos Objetivos del proyecto: Dotar del suministro de energía eléctrica a telesecundarias rurales que carecen del servicio Garantizar el servicio a un bajo costo de operación y mantenimiento Contribuir a la solución de problemas específicos de la comunidad Transferir la experiencia y capacitar a los alumnos de Ingeniería en Energía en la UAM

11 Telesecundaria en Chiapas Ubicación del proyecto: Nueva Veracruz, Chiapas (a 250 km de Comitán) Principales características: Capacidad = 450 W 24 V, CD; 8.8 A 127 V, CA; 2 A

500 VA/24V Xantrex TS524 Controlador fotovoltaico 1 30 A.

12 Características técnicas: Descripción Cant. Capacidad Marca Modelo Módulos fotovoltaicos 6 75 W Kyocera KC75 Inversor VA/24V Xantrex TS524 Controlador fotovoltaico 1 30 A. 12/24 V; Morning Star PS30MG Baterías del ciclo profundo libres de mantenimiento con válvula reguladora Ah, 80% descarga Trojan

13 Evaluación del arreglo fotovoltaico Pruebas operativas.

Cámara frigorífica fotovoltaica: Objetivos: Proyecto demostrativo para la aplicación de una fuente renovable de energía en una actividad productiva en una comunidad

14 Cámara frigorífica fotovoltaica: Objetivos: Proyecto demostrativo para la aplicación de una fuente renovable de energía en una actividad productiva en una comunidad rural Dotar de un medio de refrigeración a la comunidad para el almacenaje de algún producto Proyecto de desarrollo social comunitario Integración de distintos actores

15 Antecedentes: Propuesta de Green Pace para una comunidad Sin acceso a la red eléctrica Con recursos energéticos renovables Que tenga una actividad productiva que requiera electricidad Que no cuente con recursos para realizar esa actividad El proyecto lo realiza la empresa Ecología y Nuevas Tecnologías EyNT invita a la UAM-I como asesor dimensionamiento y acoplamiento del arreglo fotovoltaico y el sistema de refrigeración La Universidad Autónoma Chapingo colabora con la comunidad para la explotación sustentable de la pitaya

16 Pitzotlán, Morelos Municipio de Tepalcingo, Morelos. El acceso es por la carretera 180 a Izúcar de Matamoros. Clima semi seco con lluvias en verano La población consta de 40 familias distribuidas en 36 casas Ya han tenido experiencia con sistemas FV: 4 luminarias solares las casas, la escuela y la casa ejidal cuentan con dos módulos de 70 W No cuentan con tecnología para procesamiento y conservación de la pitaya

Características de la cámara de refrigeración Área de la cámara: 12 m2 Volumen: 16 m3 Pared aislada con panel compuesto Trampa de vapor entre la mampostería y el panel Almacena 3 toneladas de

17 Características de la cámara de refrigeración Área de la cámara: 12 m2 Volumen: 16 m3 Pared aislada con panel compuesto Trampa de vapor entre la mampostería y el panel Almacena 3 toneladas de producto a 2.5 oc Refrigerante ecológico R-404a. Compresor de bajo consumo eléctrico de 3.5 kw Cuenta con un sistema de arranque a baja tensión y de bajo amperaje mediante una bobina de arranque

18 Plano de la Cámara. Vista de planta 3.5 m 3.3 m Cuarto de máquinas Controlador e inversor Cámara de refrigeración Antecámara de refrigeración Banco de baterías m 3.4 m m 7.35 m

19 Entrada a la antecámara Cámara de refrigeración Cuarto de máquinas

20 Características del proyecto Arreglo fotovoltaico: volts y dos fases Banco de baterías: Baterías de plomo ácido de ciclo profundo, Trojan. 112 Ah Total instalado: V Inversor: 14.4 kw, marca Outback FX Controlador de carga: (2) 60 A, Outback MX60 Potencia neta de salida: 14.4 kw Voltaje: 220/120 Volts CA. 48 Volts CD

21 Banco de baterías, inversor y controlador

22 Aspectos económicos Costo total del sistema: 80,000 USD Relación costo-potencia: 11.9 $/Wp Proyecto llave en mano Costos de operación y mantenimiento: $1000 USD/año Equivalente a $3 USD/día Si se considera 3000 kg de pitaya almacenada, tendría un costo de almacenaje de: 0.1 centavos de dólar/kg/día

23 Aspectos sociales La participación responsable de la comunidad para el aprovechamiento del sistema es la base de la sustentabilidad del proyecto La participación social de la comunidad y el apoyo de las instituciones son fundamentales para su continuidad

uso de los recursos energéticos renovables Integrar inteligentemente diversas

24 Conclusiones Garantizar el abasto energético en el largo plazo depende de realizar cambios radicales en la forma de generar la energía: Intensificar significativamente el uso de los recursos energéticos renovables Integrar inteligentemente diversas tecnologías disponibles Desarrollar la tecnología necesaria Capacitar los recursos humanos requeridos

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