Ingeniería Eléctrica
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Ítem Factibilidad técnica y económica de un sistema agrofotovoltaico en Yopal, Casanare(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2024) Hernández Rodríguez, Jonathan David; Ayala Caro, Luis David; Correa Salazar, Luis HernandoEste estudio se enfocó en evaluar la factibilidad de un sistema agrofotovoltaico en Yopal, Casanare, con el propósito de mejorar la producción agrícola y la generación de energía en la región, a través de un enfoque integral. Se lograron varios hitos claves; en primer lugar se caracterizó el potencial de generación de energía destacando la diversidad del sector agropecuario en la región, el clima propicio y el potencial solar significativo. Posteriormente se diseñó un sistema eléctrico integral concebido para abastecer la energía necesaria para las operaciones agrícolas. El estudio se enfocó en la eficiencia y la compatibilidad en el cultivo de café, logrando un equilibrio óptimo entre la producción de energía y la agricultura. La seguridad y el funcionamiento sostenible del sistema se aseguraron mediante sistemas de puesta a tierra efectivos y una protección adecuada contra las descargas eléctricas atmosféricas. Finalmente, la evaluación financiera demostró la rentabilidad de estos sistemas, revelando ahorros significativos en los costos de energía, así como ingresos adicionales a través de la venta de excedentes de energía; la elección del modelo de financiamiento, ya sea propio o de respaldado, se basó en la situación financiera del agricultor, con ventajas evidentes para ambas opciones.Ítem Diseño de un sistema de iluminación fotovoltaico para el parque deportivo Rincón del Trébol en el municipio de Mosquera Cundinamarca(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2024) Rubio Hernández, Karenn Tatiana; Torres Cañón, Santiago Andrés; Ramírez Murillo, HarrynsonEl objetivo del presente trabajo es proponer una metodología de diseño pertinente para un sistema de iluminación solar fotovoltaica, en el parque deportivo de Rincón del Trébol del municipio de Mosquera, Cundinamarca. Se ha evaluado la factibilidad técnica-económica de la solución energética hecha a la medida, mediante métricas de desempeño e índices económicos, considerando la disminución de desechos al final de su vida útil. Para validar los cálculos teóricos, se ha utilizado el software especializado PVSYST. Este estudio se centra en la implementación de tecnologías sostenibles como la energía solar, sistemas fotovoltaicos, paneles solares y fuentes de energía renovables, con el fin de promover la reducción de la huella ambiental.Ítem Estudio de una estrategia de control basada en aprendizaje por refuerzo profundo para máxima transferencia de potencia en un sistema fotovoltaico(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Téllez Gaona, Dairo; Quintero Olivera, David Felipe; Salazar Cáceres, José FabiánLa transición energética hacia fuentes de energía renovables es uno de los desafíos más relevantes de los últimos tiempos, y las proyecciones indican que la capacidad de potencia instalada en los sistemas fotovoltaicos liderará este cambio. Esta tendencia incentiva la necesidad de mejorar la eficiencia de estos sistemas, explorando nuevas técnicas de control que maximicen la transferencia de potencia de las celdas solares. Aunque técnicas actuales, como el algoritmo P\&O, han sido ampliamente adoptadas, enfrentan desafíos en el seguimiento del punto de máxima transferencia de potencia (MPPT) ante variaciones climáticas. En este contexto, este documento propone un estudio que combina técnicas de aprendizaje por refuerzo con redes neuronales, con el objetivo de controlar y rastrear eficientemente el MPPT bajo variaciones de irradiancia y temperatura. Se implementaron dos agentes de Aprendizaje por Refuerzo Profundo (DRL): el Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG), que maneja espacios de acción continuos, y el Deep Q-Network (DQN), orientado a espacio de acciones discretas. Estos métodos se simularon en Matlab \& Simulink, empleando cuatro escenarios distintos que reflejan variaciones dinámicas en irradiancia y temperatura, similares a las condiciones reales de los sistemas fotovoltaicos. Usando el P\&O como referencia, los resultados simulados mostraron que las técnicas de DRL son robustas, destacando especialmente el desempeño del DQN.Ítem Caracterización de la demanda en el CDT de la sede La Candelaria de la Universidad de La Salle(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2024) Parra Gaona, Efrén David; Sánchez Angulo, Juan David; Panesso Hernández, Andrés FelipeAl reconocer la importancia de la caracterización de la demanda eléctrica en las instalaciones del Centro de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la sede La Candelaria de la Universidad de La Salle, se implementó un sistema de medición utilizando un analizador de redes con capacidad para obtener datos de la red en tiempo real. Este proceso de medición se realizó durante un lapso de 4 meses, coincidiendo con el primer semestre académico del año 2024. Una vez almacenados los datos en este intervalo de tiempo, se procede con su filtrado y ajuste para determinar patrones, valores máximos y mínimos de consumo de electricidad. Luego, se generaron perfiles de demanda del CDT que fueron comparados con el calendario académico para detectar coincidencias o posibles anomalías, proporcionando así las herramientas necesarias para un posterior plan en búsqueda de mejorar el consumo en esta sección de la universidad. Por último, se observó una coincidencia en asignaturas con alto consumo dentro de las aulas, las cuales representan una carga significativa para el CDT.Ítem Predicción de la demanda eléctrica en el departamento de Boyacá, Colombia, empleando técnicas de deep learning(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Ardila Torres, Nelson Stiven; Castellanos Camargo, Juan Diego; Salazar Cáceres, José FabiánEste proyecto de investigación tiene como objetivo desarrollar un algoritmo para estimar la demanda eléctrica en el departamento de Boyacá, Colombia, utilizando técnicas avanzadas de modelado como ARIMA y Deep Learning, específicamente Redes Neuronales Recurrentes (RNN). El enfoque principal es entrenar un modelo que capture las relaciones entre las variables que influyen en la demanda eléctrica en el departamento y evaluar su rendimiento al compararlo con los datos reales de la demanda eléctrica. Se empleará la base de datos de XM como referencia, para establecer una comparación entre los modelos propuestos en la investigación. El análisis del error del algoritmo entrenado será fundamental para establecer criterios de utilidad que orienten futuras estimaciones de la demanda energética a nivel departamental.Ítem Estudio de técnicas de machine learning para la predicción de recurso solar en el municipio de Chiscas, Boyacá(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Morantes Arévalo, Diana Carolina; Salazar Cáceres, José FabiánLas energías renovables han desencadenado un cambio significativo en Colombia, trascendiendo su impacto ambiental y abarcando aspectos económicos, políticos y sociales. Colombia cuenta con una amplia riqueza en recursos naturales, entre los cuales se destacan la biomasa, la energía híbrida, eólica y solar como fuentes renovables a nivel nacional. Sin embargo, al centrarnos en dos fuentes específicas, la híbrida y la solar, observamos una mayor capacidad de generación. Las regiones del país disponen de diversas fuentes renovables, y en el presente proyecto de grado nos centraremos principalmente en la energía solar. El país disfruta de una exposición solar destacada a lo largo del año, lo que lo convierte en un escenario ideal para la generación de energía solar. Este hecho es particularmente importante en zonas rurales y alejadas de la red nacional, como Chiscas, un municipio con una baja densidad poblacional que se considera una zona no interconectada (ZNI). Esta situación ha llevado a las comunidades vulnerables a buscar soluciones energéticas para satisfacer sus necesidades básicas.Ítem Evaluación técnico-económica de un sistema fotovoltaico para usuario rural residencial en la vereda El Venado Huila(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2024) Espinosa Solano, Juan Sebastián; Camargo Martínez, Martha PatriciaEste estudio fue desarrollado para evaluar la factibilidad de implementar un sistema solar fotovoltaico para un usuario residencial rural en la vereda El Venado, Huila, respondiendo a las necesidades energéticas de la zona y de confiabilidad en el suministro eléctrico, dada la inestabilidad energética que enfrenta la región. Este proyecto fomenta proponer soluciones sostenibles que beneficien no solo al usuario en específico, sino también de la comunidad local en su conjunto. La metodología abarca una evaluación de las condiciones geográficas y climáticas de la región, junto a un estudio de los componentes necesarios para el sistema, considerando además las actualizaciones y las regulaciones vigentes para sistemas fotovoltaicos en Colombia. Se hace énfasis en la selección de una configuración factible del sistema, que no solo satisfaga las demandas energéticas actuales, sino que también contemple futuros incrementos en el consumo. Por último, se realiza una evaluación financiera del proyecto propuesto. El estudio concluye enfatizando la importancia de avanzar hacia la independencia energética en zonas rurales a través de la adopción de energías renovables, proponiendo el sistema fotovoltaico como una solución viable y deseable para la vereda.Ítem Sistema de lógica difusa para el análisis de riesgo por descarga eléctrica atmosférica(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2024) Vásquez Jaramillo, Luis Antonio; Camargo Martínez, Martha PatriciaEn este proyecto se presenta la aplicación de una metodología basada en la teoría de lógica difusa (LD) para el análisis de riesgo por descarga eléctrica atmosférica. Actualmente, este análisis se realiza de una forma determinística, aplicando los criterios de la NTC 4552-2. Esta norma define tres componentes de riesgo, y, cada uno compuesto por diferentes subriesgos. Estos componentes son comparados con respecto al riesgo tolerable, con el fin de evaluar la necesidad de protección.Ítem Método para la estimación de estado de la tensión en una microrred DC on-grid(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Veloza Castro, Duván Darío; García Fajardo, Juan Diego; Panesso Hernández, Andrés FelipeEn este proyecto, se ha desarrollado una metodología para la estimación de estado de la tensión en una MR de corriente directa on-grid. Esta metodología se basa en un enfoque matemático, técnico y versátil que ha demostrado su eficacia en diversos escenarios. La pregunta de investigación se centró en cómo estimar la tensión en un punto de una MR DC donde no se dispone de instrumentos de medición en algunas barras. Para abordar esta cuestión, se diseñó una metodología que demostró ser confiable y adaptable ante diferentes situaciones predeterminadas.Ítem Evaluación de sistemas de protección contra descargas eléctricas atmosféricas: estudio de caso, Universidad de La Salle, sede Candelaria(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Gutiérrez Mora, John Alexander; León Delgado, Andres Felipe; Camargo Martínez, Martha PatriciaEste proyecto de grado describe los resultados del diseño del sistema de protección contra rayos propuesto para la Universidad de La Salle sede Candelaria, con el fin de garantizar la seguridad de las personas que ocupen eventualmente el edificio y de las instalaciones y equipos eléctricos existentes en la edificación. Para esto se realizó inicialmente una evaluación de las condiciones actuales del sistema externo e interno de la sede, y se analizó la información de la NTC 4552 y el RETIE sobre el riesgo de descargas atmosféricas. Posteriormente, a partir de identificar los parámetros de las descargas atmosféricas en la zona, las condiciones físicas de la estructura y el estado actual tanto del sistema de protección contra rayos como de otras medidas de protección, se evaluó el riesgo por rayos, a través del software CIPROTEC basado en la NTC 4552-2 de manejo del riesgo. Con base en los resultados, se definió el nivel de protección adecuado para las estructuras y se diseñó el sistema de protección externo, haciendo un análisis entre las diferentes metodologías descritas en la NTC 4552-3: enmallado, ángulo fijo y esfera rodante. Finalmente, se establecieron los requerimientos y recomendaciones respecto al sistema de protección interna. A partir del análisis realizado, se recomienda para el diseño de la protección externa la metodología de esfera rodante, así como tener en cuenta la socialización de una guía de seguridad para los usuarios de la universidad y una inspección del sistema de protección cada año.Ítem Estudio técnico-económico de un sistema fotovoltaico Off-grid para una finca ubicada en Topaipí, Cundinamarca(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Contreras Valles, Juan David; Ramírez Murillo, HarrynsonEste estudio presenta una propuesta para desarrollar un sistema de energía solar en la finca “Buenos Aires” en Topaipí, Cundinamarca, con el objetivo de cubrir la escasez energética que se presenta en el lugar. La necesidad de este diseño surge debido a la falta de confiabilidad en el suministro de energía en la zona. El enfoque principal se centra en evaluar la viabilidad técnica y económica del proyecto. Para lograr esto, se ha realizado un estudio exhaustivo de las características geográficas de la región y se han tenido en cuenta tanto los aspectos técnicos como los legales de acuerdo con las regulaciones que rigen los sistemas fotovoltaicos. Además, se ha considerado un escenario específico, ya que los índices de rendimiento desempeñan un papel crucial en este análisis. Los resultados y cálculos obtenidos han sido validados mediante simulaciones realizadas en un software especializado. Finalmente, se ha realizado un análisis económico detallado para poder determinar la viabilidad del proyecto.Ítem Diseño de instalaciones e iluminación del edificio comercial y residencial Badalona, de Villavicencio, Meta(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Gualteros Rojas, Julián Andres; Rincón Ballesteros, RicardoEn el presente trabajo de grado, se presenta el desafío de realizar el diseño eléctrico del edificio comercial y residencial Badalona, ubicado en el municipio de Villavicencio del departamento del Meta, el cual es ejecutado por la constructora GIGA S.A.S. Este proyecto consiste en el diseño del sistema eléctrico de todo el edificio, esto es: Sótanos, depósitos, apartamentos, locales comerciales, terraza, gimnasio y zonas comunes, la cual debe realizarse conforme a la normatividad nacional vigente y criterios de regulación de tensión. con el fin de evitar fallas eléctricas y pérdidas de energía.Ítem Diseño conceptual de la instalación eléctrica de una estación de carga para vehículos eléctricos livianos VE(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2022) Leal Alfonso, Fernando Andres; Correa Salazar, Luis HernandoLa presente investigación trata sobre elementos que las estaciones de carga eléctrica para VE (Vehículos Eléctricos) deben contener en sus instalaciones eléctricas para el buen funcionamiento al realizar una carga eléctrica. Se hará la descripción de los componentes eléctricos y tecnológicos, con el fin de socializar conceptos que requiere una estación de carga eléctrica. Este trabajo ayudará a la hora de diseñar estaciones de carga eléctrica, puesto que se desarrollaron los objetivos planteados, como son los elementos que deben ser tenidos en cuenta para una instalación correcta; se consultó y se plasmó en el trabajo elementos eléctricos, normatividad que se debe tener presente y de cómo están siendo solucionadas las problemáticas que hoy existen en las estaciones de carga eléctrica.Ítem Impacto de los armónicos producidos por vehículos eléctricos en las redes de distribución(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Amaya Amaya, Víctor Camilo; Díaz Atehortúa, Ingry Paola; Pérez Gelves, Jhon JairoEste trabajo se realizó con el fin de poder investigar las posibles afectaciones en los sistemas de distribución de energía eléctrica en la ciudad de Bogotá, al tener una alta inclusión de vehículos eléctricos. Inicialmente, se extrajo la información característica de la Encuesta Nacional de Calidad de Vida (ECV) del 2018 para la ciudad de Bogotá, con el fin de decidir sobre la muestra; el número de cargas para las viviendas y el número de cargas de los vehículos eléctricos que estarán presentes el diseño del caso estudio de este documento por cada estrato socioeconómico, que permitió observar el impacto de los armónicos por el ingreso de cargas no lineales a una red de distribución. Posteriormente, se seleccionó una topología de red, similar al nivel de tensión medio de la ciudad Bogotá, se corrió el flujo de carga y se analizó la viabilidad de incluir las cargas de los vehículos eléctricos y las cargas residenciales a la topología de red que se seleccionó. Además, se escogió el modelo del vehículo eléctrico, que pueda ser simulado y anexo a la topología de red.Ítem Impacto de la respuesta de la demanda sobre el cargo por uso del nivel de tensión 4 aplicable al uso de sistemas de distribución(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2018) Torrejano Ramírez, Antonio Mauricio; Lugo Sierra, Wilmer Alejandro; Marulanda García, Geovanny AlbertoEn este trabajo se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo del efecto tarifario que tendría incorporar programas de respuesta a la Demanda (RD) en el Cargo del Nivel de Tensión 4 (������ ). En el análisis cualitativo se analizaron cuáles eran las dependencias entre la variación de la demanda total de comercializadores y el ������; para ello, se realizó un análisis sobre cada parámetro del cargo y su relación con las variaciones de la demanda. El análisis cuantitativo se realizó sobre dos sistemas de prueba IEEE, en donde se redujo el consumo de la demanda en horas pico y se desplazó el mismo consumo a las horas valle. Posterior a ello se realizó la diferencia del cargo del nivel de tensión 4 con RD y sin RD. Como conclusión, la implementación de un programa de RD interviene de manera positiva sobre el Comercializador puesto que aumenta el cobro del ������.Ítem Elaboración de un material didáctico para la enseñanza de los cálculos de apantallamiento en líneas eléctricas aéreas(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2018) Alarcón Prada, Fredy Alexander; Gómez Malagón, Jimmy Alejandro; Panesso Hernández, Andrés FelipeEste proyecto está orientado al desarrollo de una ayuda didáctica computacional para el tópico del apantallamiento en líneas eléctricas aéreas, facilitando la enseñanza de los cálculos para los estudiantes de ingeniería eléctrica. Se presenta una herramienta que permite la evaluación del apantallamiento usando un solo conductor de guarda en líneas de trasmisión aéreas, por medio de una interfaz gráfica desarrollada mediante el entorno de desarrollo GUIDE de Matlab® y basados en el IEEE Std. 1243-1997. Se presentan en esta interfaz dos métodos de apantallamiento utilizados en la transmisión de energía: electrogeométrico y de Schwaiger. Es necesario destacar que, para la implementación de la interfaz gráfica, se emplearon ecuaciones del IEEE Std. 1243-1997, además de algunos valores que no fueron tenidos en cuenta.Ítem Metodología para la ubicación de estaciones de carga de VEs basada en el impacto sobre las pérdidas de potencia activa(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Leal Rincón, Andrés Camilo; Rojas Medina, Natalia Sofia; Ramírez Murillo, HarrynsonEl presente proyecto tiene como propósito desarrollar una metodología para la ubicación de estaciones de carga para vehículos eléctricos basada en el impacto sobre las pérdidas de potencia activa, para el cumplimiento de este proyecto se proponen escenarios de demanda según los niveles de tensión, potencias activas, reactivas y aparentes, así como de pérdidas de potencia activa considerando la normativa y regulación colombiana correspondiente. Para cuantificar la demanda de los VE primeramente se tiene en cuenta el tipo de vehículo eléctrico, para lo cual se considera entre otros factores la capacidad de la batería, estado operativo y distancia diaria recorrida, complementado con la teoría de filas y simulación de Montecarlo se modela probabilísticamente múltiples cargas para la electrolinera; con el perfil de carga generado se procede a realizar los correspondientes flujos de carga y cálculo de eficiencia en los nodos candidatos del sistema IEEE de catorce nodos; por último se utiliza el método de Bootstrap para determinar la incertidumbre de las pérdidas de potencia activa y eficiencia en los escenarios de demanda. Con los resultados obtenidos se seleccionó el nodo idóneo que cumple con los criterios de regulación e impactos de pérdidas de potencia activa en el sistema.Ítem Planeamiento energético a corto plazo de un sistema de generación distribuida implementando tecnologías de hidrógeno(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Chacón Romero, Luis Rigoberto; Triana Martínez, Sebastián; Salazar Cáceres, José FabiánEn Colombia, la generación distribuida está participando de manera importante en el Sistema Interconectado Nacional, donde, en el 2022, aportó 40 MW de potencia activa, representando aproximadamente el 0,2% de la generación eléctrica y proyecta un importante crecimiento para los siguientes años, de acuerdo con los enfoques de generación eléctrica de bajas emisiones. Con este panorama, se plantea realizar un estudio para un planeamiento de un sistema de generación distribuida en Colombia, con precios y características técnicas de las variables involucradas, que permita obtener una configuración óptima del sistema de acuerdo con el número de generadores que deben incluirse para cumplir la demanda de energía eléctrica, del caso de estudio para cada hora promedio del mes, por un periodo de un año. Para resolver este problema, se plantean las funciones objetivo y las restricciones que modelan el sistema como un problema de programación lineal multiobjetivo entero-mixta, teniendo en cuenta las variables de decisión que permiten obtener una configuración óptima de costo total y emisiones de CO₂, para luego resolver haciendo uso de software especializado, debido a la cantidad de variables de decisión que se presentan. Además, ya que se integra generación eléctrica mediante hidrógeno, se busca analizar la viabilidad de la participación de esta tecnología en los sistemas de GD, teniendo en cuenta los costos elevados respecto a otras tecnologías renovables más desarrolladas.Ítem Diseño de un sistema fotovoltaico para la alimentación de las zonas comunes del conjunto residencial Avatar ubicado en la ciudad de Bogotá(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Mahecha Chinchilla, Santiago; Silva Chia, José Alberto; Camargo Martínez, Martha PatriciaEn el presente documento se realiza el diseño de un sistema solar fotovoltaico que alimenta las zonas comunes del Conjunto Residencial Avatar, con el fin de reducir los costos de la factura de energía. Inicialmente, se realizó la caracterización de la carga y la identificación de los equipos que la componen. Por otra parte, el recurso solar disponible en la ubicación del proyecto se obtuvo gracias a la base de datos del IDEAM, la cual brinda el promedio de las horas solares pico para cada uno de los meses, con el fin de determinar el recurso de generación disponible. La demanda del conjunto residencial se obtiene de acuerdo con el promedio de los recibos de energía de los últimos 3 años, para así, calcular el número de elementos necesarios para el sistema.Ítem Diseño eléctrico de la Urbanización Villas de Pardé(Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica, 2023) Joya Cañizares, Camilo Andrés; Guerrero Quiñonez, Luis Yonatan; Panesso Hernández, Andrés FelipeEn el presente documento se plantea el diseño eléctrico para un conjunto de viviendas en una zona rural, que garantice un suministro eléctrico confiable y de calidad, el diseño abarca la extensión de red media tensión existente para la conexión del transformador de distribución y el diseño de la red baja tensión para la alimentación de cada una de las viviendas. Para lo anterior se tiene en cuenta la normativa vigente y los requerimientos exigidos por el operador de red local, además se hace uso de diferentes parámetros para el cálculo, dimensionamiento y selección de los equipos que conformaran el diseño. Se propone el diseño de la red mediante un plano conformado por los equipos seleccionados, tales como transformador, apoyos, conductores, equipos de protección y armarios de medidores para cada una de las viviendas. Por último, se realiza un estudio económico y una matriz de impacto del proyecto, que permita identificar su viabilidad económica y los posibles impactos sociales y ambientales que se puedan presentar antes, durante y después de la ejecución de este. Finalmente, según los indicadores económicos obtenidos, se observa que el proyecto representa una gran oportunidad de inversión por lo que es viable económicamente, además se garantiza que el diseño realizado es capaz de satisfacer los requerimientos del proyecto.