Ingeniería Eléctrica
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Item Diseño e implementación de un sistema de control utilizando el método de Control Predictivo por Modelo para controlar el producto de tope y de fondo de una columna de destilación binaria mediante el software DeltaVTM(2022) Gómez Briones, Josué; Chacón Vásquez, MercedesItem Propuesta metodológica para la evaluación de la aplicación del cambio de hora en Costa Rica(2023) Bolaños Badilla, María Daniela; Pérez Mora, AramisEn búsqueda de generar un ahorro energético, se plantea el cambio de horario de ve-rano, (CHV), como una medida implementada que pretende un ajuste de hora en el periodo del año en el que se posee una insolación mayor. Este método es aplicado por gran cantidad de países alrededor del mundo y tiene como principal objetivo optimizar el ahorro energético. El trabajo de investigación corresponde a un estudio de prefactibilidad referente a la implementación del cambio de hora en Costa Rica como metodología aplicada al ahorro energético, con el fin de realizar una propuesta sobre los criterios y puntos a seguir para desarrollar en un trabajo a futuro. Para ello se analizó el comportamiento de la curva energética en las diferentes épocas climáticas para observar cómo este cambio de hora podría implicar cambios en el uso de la energía. Se realizó, además, una ardua investigación bibliográfica, analizando diferentes casos de estudio a lo largo del orbe para evaluar y comparar con las posibles afectaciones a la sociedad costarricense y que sirva de base para los próximos proyectos relacionados. Asimismo, se analizaron la curva de demanda de energía y las efemérides para poder observar el compartimiento y comprobar que es aplicable o no en el país. Con los datos ob-tenidos, no fue posible comprobar el valor monetario y energético que se posee, puesto que se presentaron limitaciones de disponibilidad de datos y tiempo, pero se logró definir las variables necesarias y la metodología a seguir. Por lo tanto, el cambio de hora de verano no solamente se ha visto influenciado por el beneficio energético que este conlleva y que no es simplemente un cambio de estudio técnico, sino que su efecto a nivel social se ha convertido en el mayor oponente. Es por esta razón, que se puede plantear realizar un proyecto multidisciplinario.Item Diseño y modelado de una interfaz gráfica para el dimensionamiento de microrredes eléctricas con sistemas fotovoltaicos integrados con baterías(2023) Carranza Zamora, Daniella María; Vega Garita, Víctor ErnestoItem Aplicación del protocolo de comunicación contenido en la norma IEC 61850 para sistemas de protección en subestaciones eléctricas utilizando la herramienta OPAL-RT(2024) Gutiérrez Umaña, Donald Esteban; Núñez Mata, Oscar FernandoEl crecimiento acelerado de los sistemas eléctricos de potencia ha despertado un interés notorio por el estudio y valoración de los costos debidos a discontinuidades en el suministro eléctrico, generando así una inefable inquietud por buscar un punto de equilibrio entre el costo de inversión para mejorar la confiabilidad de un sistema eléctrico de potencia, y los costos en relación con las interrupciones al servicio. La localización de fallas es en sí, uno de los pilares más importantes en esta problemática, que no es un tema nuevo en el área de la ingeniería eléctrica, pero sí, un nuevo campo en evolución que actualmente se ha venido identificando. Este proyecto hace referencia al desarrollo de un laboratorio experimental para el análisis de elementos de protección ante fallas eléctricas empleando un estudio de simulación dinámica mediante la plataforma OPAL-RT. Con el método descrito se analiza la detección de fallas en sistemas eléctricos de potencia, donde se evidencie la mayor vulnerabilidad ante considerables factores que afectan la continuidad del suministro eléctrico, debido a condiciones externas o internas de sus redes eléctricas, la metodología de análisis descrita examina diferentes equipos de protección y configuraciones en diseño. Se busca una adecuada respuesta para reducir el tiempo de reconexión teniendo en cuenta como prioridad la ubicación de la falla en un análisis transitorio.Item Escenario de prueba de servicios de troncales SIP en ambiente virtualizado(2023) Chaves Venegas, Warner Santiago; Rivero González, GuillermoDurante muchos años las soluciones de servicios de telecomunicaciones han estado basadas en componentes de hardware que, aunque han sido bastante robustas en el tiempo, generan dificultades operativas tanto en los costos de mantenimiento de la infraestructura, como en la capacidad de adaptarse a nuevos entornos. En contraposición las soluciones basadas en software o virtualizadas presentan una oportunidad para tener una mejor relación costo beneficio y una capacidad mayor en cuanto a escalabilidad, flexibilidad y rapidez para la salida al mercado de soluciones comerciales. Este proyecto consiste en la implementación de un escenario de pruebas virtualizado en el cual corroborar el correcto funcionamiento de los servicios de troncal SIP sin registro y abonado SIP con registro, considerando las funcionalidades básicas que se requieren en los mismos. Se concluye que es posible implementar el escenario bajo un ambiente controlado y se recomienda la posibilidad de incluir pruebas extendidas para una certificar por completo la viabilidad comercial de este tipo de soluciones.Item Cálculo de la capacidad de alojamiento de generación distribuida en circuitos de distribución(2023) Zúñiga Alvarado, Bernardo; Valverde Mora, Gustavo A.Item Diseño de sistemas fotovoltaicos basados en estudios de sitio(2021) Alpízar Gutiérrez, Verónica; Vega Garita, Víctor ErnestoEl acelerado crecimiento de la demanda energética a nivel mundial, unido al cambio climático, ha incentivado el uso de energías renovables como una alternativa ante las fuentes basadas en combustibles fósiles. Es gracias a ello que la energía fotovoltaica se presenta como una excelente alternativa para satisfacer las necesidades energéticas de la sociedad. [1]. En los últimos años, Costa Rica ha experimentado un aumento en el número de proyectos solares, tanto para el sector residencial como industrial; por lo cual, realizar estudios que permitan diseñar adecuadamente estos sistemas toma mayor relevancia. Sin embargo, la complejidad de analizar el impacto del horizonte en el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos, ha provocado que en muchas investigaciones se excluyan las influencias que pueden tener los edificios y demás objetos cercanos a los paneles, en la generación solar por temas de sombreado. Por ello, con este trabajo se busca desarrollar una herramienta que permita estimar de manera realista este efecto. El modelo propuesto consta de cinco etapas, en donde se calcula la posición solar para un sitio y periodo en particular (la EIE durante el año 2020) y a través de un proceso iterativo se encuentra la combinación óptima de ángulos de orientación e inclinación que deben tener los módulos para maximizar la energía. Luego, se estudia el efecto de la temperatura mediante un modelo térmico y se estima la producción solar del sistema. Posteriormente, se analiza digital- mente una imagen del lugar de instalación para calcular la profundidad, alto y ancho de cada uno de los objetos cercanos a los módulos y se correlaciona dichas medidas con las coordenadas que describen la posición solar para elaborar el perfil de obstáculos y así conocer los lapsos en los cuales el sistema fotovoltaico se vería afectado por sombras provocando que la irradiancia...Item Comparación de algoritmos SLAM mediante nodos ROS(2022) Bolaños Torres, Miguel Eduardo; Fallas Pizarro, José Ariel; Rincón Riveros, Laura Camila; Trejos Vargas, Kevin Francisco; Marín Paniagua, Leonardo JoséEl problema de Localización y Mapeo Simultáneo (SLAM, por sus siglas en inglés) cuestiona si es posible que un robot esté en movimiento, en una ubicación y ambiente desconocido y a su vez, sea capaz de construir el mapa del lugar y ubicarse en él. El SLAM plantea la solución a dicho problema, pues es sumamente importante para la robótica móvil. Con el tiempo se han generado diferentes soluciones de algoritmos SLAM pero cada uno presenta modificaciones y optimizaciones en diferentes aspectos. El presente proyecto busca contribuir a la comparación de las numerosas implementaciones de algoritmos SLAM, utilizando nodos en Robot Operating System (ROS, por sus siglas en inglés) en su versión de Melodic. Los algo- ritmos incluidos en el estudio son Cartographer, Gmapping, HECTOR-SLAM, KARTO-SLAM y RTAB-Map, los cuales se simularon a través del robot Turtle- Bot 3. Estos, se compararon con base en cuatro métricas: error de posición, consumo de CPU, consumo de memoria y la exactitud del mapa. Los resulta- dos arrojaron que RTAB-Map presenta el mejor rendimiento en términos de errores de posición y mapa; mientras que, HECTOR-SLAM brinda un mejor rendimiento en cuanto consumo de CPU y memoria. En tanto, KARTO-SLAM provee un balance entre las cuatro métricas.Item Estudio acerca del uso de la tecnología LiFi como alternativa para la transmisión de datos, por medio de luz LED(2023) Hernández Méndez, Daniel; Rivero González, GuillermoEn el presente proyecto de graduación se investigó la tecnología de comunicación inalámbrica Light Fidelity (LiFi), la cual se caracteriza por hacer uso del espectro de luz visible para la transmisión de datos. El estudio se orientó a analizar la viabilidad de implementar la tecnología LiFi como una alternativa factible en la transmisión de datos entre dispositivos móviles, mediante una comparación con la conocida tecnología de comunicación inalámbrica WiFi, que utiliza el espectro de radiofrecuencia. Para cumplir con este propósito, se realizó una investigación bibliográfica que ayudo a conocer parte de las principales características, beneficios y limitaciones que presentan las tecnologías WiFi y LiFi, así como describir aspectos esenciales sobre la implementación de la tecnología LiFi. Con base en la información recopilada, se contrastaron ambas tecnologías por medio de una tabla comparativa. Como un complemento a la investigación bibliográfica se diseño e implemento un prototipo LiFi unidireccional, el cual contó con un circuito emisor y un circuito receptor, para cuyo desarrollo se utilizó la plataforma de hardware libre Arduino. La investigación teórica permitió comprender que LiFi posee diferentes beneficios relacionados, por ejemplo, con la gran capacidad del espectro de luz visible, la disponibilidad de las fuentes de luz, su eficiencia energética, las altas velocidades que puede llegar a alcanzar, así como la gran seguridad que ofrece a la información transmitida. El problema de las interferencias y el corto alcance se consideran parte de sus limitaciones más importantes. A nivel teórico, LiFi se ve como una alternativa a la tecnolog´¿a WiFi, entre otros aspectos, debido principalmente a la saturación del espectro de radiofrecuencia. En el caso del prototipo elaborado, este fue capaz de transmitir datos a través del uso de la luz visible proveniente de un LED. Entre sus resultados consiguió una distancia..Item Análisis de modos de falla, efectos y criticidad en aerogeneradores doblemente alimentados(2022) Ramos Fernández, Cristian Andrés; Solano Artavia, Andrey Alberto; Núñez Mata, Oscar FernandoHoy en día, el uso de fuentes renovables toma un papel protagónico en la industria de generación de energía eléctrica. En este contexto, la energía eólica ha sido utilizada desde finales de los años noventa en Costa Rica y sigue siendo parte importante de la matriz de generación de energía. Sin embargo, esta tecnología enfrenta grandes retos técnicos y económicos, particularmente en los altos costos de operación y mantenimiento. Por esta razón, es importante para los administradores de parques eólicos, identificar las áreas en las cuales enfocar con mayor prioridad los recursos destinados a mantenimiento, así aumentar la disponibilidad de los aerogeneradores de forma más eficiente. Dada la necesidad de contar con herramientas que permitan identificar las vulnerabilidades en el proceso de transformación de energía, en este documento se propone el desarrollo de un análisis de modos de falla, efectos y criticidad en aerogeneradores de inducción doblemente alimentado, para realizar una evaluación cualitativa y cuantitativa de las características de falla en el mismo. Para ello, se presenta la metodología a seguir iniciando con una descripción cualitativa del aerogenerador donde se describen los principales componentes, sus funciones, modos de falla, posibles causas de falla, de esta forma comprender el comportamiento del sistema completo y la importancia de cada una de sus partes. También, mediante un análisis cuantitativo con enfoque en el riesgo se determina el posible impacto de los modos de falla determinados en el proceso de transformación de energía. Además, para tomar en cuenta consideraciones económicas en el análisis, se presenta el enfoque del método basado en el costo, con el fin de mitigar las limitaciones que presenta el método tradicional. Como resultado, se muestran los modos de falla con mayor impacto en los aerogeneradores analizados al comparar los enfoques de riesgo y costo. Con esta información...