Ingeniería Eléctrica
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Item Desarrollo de un Modelo para la Detección Automática de Fallas en Sistemas Solares Fotovoltaicos a Gran Escala Asociados a la Empresa Ingeniería Creativa – ICREA S.A.S.(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-18) Sierra Torres, César Augusto; Quiroga Quiroga, Óscar Arnulfo; Rincón Saravia, Rolando Andrés; Osma Pinto, German Alfonso; Díaz Barrera, Julián AndrésLa investigación se enfoca en el desarrollo de un modelo automático para la detección de fallas en sistemas solares fotovoltaicos, un componente crucial para optimizar la eficiencia de estos sistemas y minimizar costos asociados a fallos imprevistos. El problema principal radica en la dificultad de detectar y gestionar fallas en plantas solares fotovoltaicas, debido a la influencia de variables eléctricas, meteorológicas y físicas. La solución propuesta consiste en crear un modelo de machine learning que analice datos eléctricos y ambientales para identificar anomalías y prever fallos potenciales antes de que ocurran. Puntualmente este modelo analiza los datos de energía medida en la salida de los inversores y de irradiancia GHI y POA, para crear una relación entre estos dos datos y poder caracterizar los comportamientos inusuales. Este modelo pretende mejorar la eficiencia operativa al reducir tiempos de inactividad y optimizar el mantenimiento. Los resultados obtenidos incluyen la implementación efectiva del modelo en una planta solar activa en Colombia, la identificación y caracterización de tres tipos de fallas importantes como lo son desconexión repentina de los inversores, limitaciones en los inversores y comportamientos anómalos en un grupo de inversores. La solución tiene el potencial de transformar la gestión de sistemas solares en Colombia, promoviendo una transición energética más eficiente y sostenible.Item Acompañamiento en la supervisión de la obra eléctrica del proyecto de construcción y modernización de la Facultad de salud de la Universidad Industrial de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-12) Sanguino Marín, Roberht Elian; Vargas Castillo, Daniel Fernando; Quiroga Quiroga, Óscar Arnulfo; Ortiz Rangel, Manuel José; Cortes Torres, José DavidEn la Facultad de Salud de la Universidad Industrial de Santander se adelanta un proyecto de construcción y modernización de su infraestructura física que consta de un moderno edificio de 5 pisos, 53 laboratorios, 2 sótanos, 1 auditorio, lo cual representa más de 27 mil metros cuadrados de construcción. La División de Planta Física de la UIS es la encargada de la supervisión de la obra del proyecto por lo que requiere estudiantes que acompañen en esa la labor. Durante el periodo de 8 meses se realiza el acompañamiento en la instalación de las redes eléctricas de la nueva torre hospitalaria, brindando oportunidades para que el estudiante afiance conocimientos académicos en el gremio eléctrico. Es por esto por lo que se realiza este trabajo de grado en modalidad de práctica empresarial considerando que las actividades a desarrollar representan una experiencia real del ejercicio de la ingeniería eléctrica.Item DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL PROCESO DE SELLADO DE MANGA TUBULAR PARA LA FABRICACIÓN DE ESPONJAS EN LA PLANTA ESPONJAS LAVAMIX(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-12) CAMACHO HERREÑO, STIVEN SAITH; SUAREZ GONZALEZ, LUIS ANTONIO; MOTTA NIETO, DIEGO FERNANDO; QUIROGA QUIROGA, OSCAR ARNULFO; REY LOPEZ, JUAN MANUEL; RINCON SARAVIA, ROLANDO ANDRESDescripción: En la planta Esponjas Lavamix, la producción de esponjas se enfrenta a un desafío significativo debido al proceso de sellado de manga tubular que realiza una máquina casera. Esta máquina, aunque funcional, es incapaz de mantener un ritmo de producción eficiente, lo que resulta en tiempos de producción prolongados y una frecuencia mayor de paradas técnicas. Estas limitaciones afectan directamente la capacidad de la planta para cumplir con sus pedidos actuales de manera oportuna y eficaz. El desafío principal radica en cómo mejorar y optimizar el proceso de sellado de la máquina casera sin recurrir a soluciones costosas, que excedan los recursos de la empresa. La necesidad es diseñar un sistema de automatización que sea compatible con el equipo existente y que optimice su funcionamiento para aumentar la velocidad de producción y reducir las paradas técnicas. Este trabajo propone desarrollar una solución práctica y accesible que permita a la planta Esponjas Lavamix aumentar la eficiencia y la calidad de la producción de esponjas. A través de mejoras técnicas y una optimización del proceso existente, se busca no solo aumentar la capacidad de producción para satisfacer la demanda, sino también mejorar la robustez del sistema para asegurar una operación más estable y menos dependiente de intervenciones manuales.Item Prototipo para automatización e implementación de los procesos de certificación de instalaciones eléctricas de uso final usando técnicas BPM Automation(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-11) Pérez Peña, Hossmen Jhonier; Ortega Boada, Homero; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Motta Nieto, Diego Fernando; Ortíz Rangél, Manuel JoséEste proyecto consistió en el diseño e implementación de una solución tecnológica orientada a la automatización de los procesos de certificación de instalaciones eléctricas de uso final, mediante el uso de técnicas de Business Process Management Automation (BPMA). En el contexto de las actualizaciones del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) en Colombia, Con el propósito de ofrecer una herramienta que facilite el trabajo de manera eficiente y óptima de los inspectores de instalaciones eléctricas de uso final. El trabajo abarca el análisis de los procesos actuales de certificación, la identificación de puntos críticos y la introducción de mejoras a través de herramientas tecnológicas. La solución propuesta, desarrollada sobre la plataforma Microsoft Power Platform que permite la automatización de tareas esenciales como la gestión documental, la programación de inspecciones y la utilización de simuladores técnicos para el cálculo de parámetros eléctricos. La aplicación se integra con bases de datos externas y ofrece una interfaz de usuario intuitiva, facilitando la gestión eficiente de las certificaciones eléctricas, con pleno cumplimiento normativo. Asimismo, incorpora funcionalidades para la consulta de información en tiempo real, reduciendo los riesgos asociados a fallos en las instalaciones y garantizando la seguridad de las personas y los bienes.Item Diseño de una cartera de proyectos de trabajo de grado para los programas de formación de pregrado de la E3T(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-08) Rodriguez Plata, Johan Felipe; Ruiz Abaunza, Deymon Stiven; Ortega Boada, Homero; Osma Pinto, German Alfonso; Hakspiel Rodriguez, Maria AlejandraEste trabajo de grado presenta una plataforma web para gestionar proyectos de grado en los programas de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Electrónica de la Universidad Industrial de Santander. La plataforma permite a estudiantes y proponentes administrar propuestas de forma intuitiva, facilitando la selección y el seguimiento de proyectos. Se emplean tecnologías como HTML, CSS, JavaScript, PHP y MySQL, junto con Web Services desarrollados en Google Apps Script, usando un enfoque serverless en la nube. Esto garantiza una experiencia ágil, segura y escalable, con actualizaciones semestrales automáticas. La plataforma también facilita el proceso para los estudiantes de últimos semestres especialmente aquellos que desean iniciar su proyecto de grado y se sienten desorientados al buscar una idea de plan de grado adecuado, al proporcionar una interfaz clara que les permite encontrar proyectos acordes a sus intereses, mejorando su experiencia académica. Esto reduce el tiempo, es decir optimiza y aumenta la satisfacción estudiantil. A largo plazo, el éxito en la selección de proyectos contribuye a la formación de profesionales más comprometidos, generando un impacto positivo tanto en la región como en el país.Item Estrategia de control tensión-reactiva en sistemas de distribución a partir de bancos de capacitores y cambia tomas en transformadores utilizando máquinas de aprendizaje.(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-12) Suárez Cepeda, Maicol Owen; Garcés Durán, David Felipe; Duarte Gualdrón, César Antonio; Cristancho Castro, César Augusto; Soto Rios, Edison Andrés; Mantilla Villalobos, María AlejandraEste trabajo de grado se enfoca en la implementación de una máquina de aprendizaje para el control tensión-reactiva en un sistema de distribución eléctrica. Las variables de decisión son los ajustes en cambiadores de tomas de bancos de capacitores y transformadores de potencia de la subestación. Basado en una revisión de literatura, se selecciona un artículo que emplea máquinas de soporte vectorial (SVMs) de tipo clasificación, modeladas mediante generación de datos a partir de un caso base de potencia activa y reactiva en un sistema de distribución IEEE de 33 barras. Estos datos se utilizan para resolver flujos de potencia sin control, obteniendo datos de tensión y completando los descriptores de entrada necesarios para la máquina de aprendizaje (potencia activa, potencia reactiva y tensión eficaz). El trabajo se divide en dos partes. La primera modela y evalúa el desempeño de la máquina de aprendizaje en diferentes escenarios de operación que afectan a los datos de prueba, tal como son descritos en el artículo seleccionado, en el que se presentan resultados como la mayor desviación de tensión, casos de sobretensión y subtensión. En la segunda parte se utiliza el método desarrollado en el trabajo de grado titulado "Estrategia de control tensión-reactiva en sistemas de distribución a partir de bancos de condensadores y cambia tomas en transformadores" de la Universidad Industrial de Santander. Aquí, se presenta un algoritmo de optimización por descenso de coordenadas discretas para determinar las variables óptimas de control. Además, se generan datos mediante simulaciones de Montecarlo con una distribución de probabilidad de Weibull en escenarios de demanda horaria. Estos datos son usados para modelar cuatro SVMs con el objetivo de predecir la posición de las variables de decisión para las 24 horas de la demanda horaria. Finalmente, se compara la optimización con las predicciones de la máquina de aprendizaje, evaluando tiempo de ejecución, casos de sobretensión y subtensión, y la mayor desviación de tensión.Item CARACTERIZACIÓN DE CARGAS Y CONSUMO ENERGÉTICO DEL EDIFICIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-10) Vargas Vargas, Jose Eugenio; Jaimes Valbuena, Cristian Fernando; Alvarado Ching, Emily Isabel; Martínez Peñaloza, Alejandra; Osma Pinto, Germán Alfonso; Cardenas Rangel, Jorge Luis; Ordoñez Plata, GabrielLa escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones de la Universidad Industrial de Santander (UIS) busca ser una instalación didáctica en el campo de la medición eléctrica. Por esta razón, se han realizado diversos trabajos en pro de construir un modelo en PowerFactory de la red del edificio. Debido a los cambios en la instalación, es necesario actualizar el diagrama unifilar en el software PowerFactory, de manera que las investigaciones que se realicen sobre este modelo cuenten con una base fiable de su funcionamiento actual. En este trabajo de grado, se realiza la actualización de los inventarios de las cargas eléctricas, los planos eléctricos y el diagrama unifilar de la instalación. Paralelamente, se recopilan datos de tensiones eficaces, corrientes eficaces, potencia activa, potencia reactiva, factor de potencia, distorsión armónica en tensión, entre otras variables eléctricas durante seis meses del funcionamiento usando el sistema de medición con el que cuenta el edificio. Posteriormente, se lleva a cabo una simulación cuasi-dinámica, se comparan los resultados obtenidos en la simulación con el comportamiento de los datos medidos con la finalidad de determinar la cercanía del modelo con la red eléctrica de la instalación. La validación del modelo de simulación arroja en los análisis un error aceptable.Item Análisis comparativo de aceites dieléctricos vegetales para su uso en transformadores(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-09) Hurtado Arzusa, Andrés Felipe; Esparragoza Vasquez, Esteban Daniel; Botero Londoño, Mónica Andrea; Leal García, Tarcisio; Chacón Velasco, Julio Cesar; Díaz Flórez, Guillermo AndrésEl uso de aceite como aislante dieléctrico es crucial para la eficiencia y durabilidad de los transformadores eléctricos. Tradicionalmente, el aceite mineral ha sido el estándar en estas aplicaciones debido a su capacidad para enfriar y disipar el calor generado durante la operación. No obstante, los aceites dieléctricos vegetales han surgido como una alternativa prometedora gracias a su alta biodegradabilidad y mayor punto de inflamación, características que los hacen atractivos desde el punto de vista medioambiental. Este estudio presenta un análisis comparativo de las propiedades críticas de ambos tipos de aceites, resaltando las diferencias clave que influyen en el rendimiento del transformador: viscosidad, rigidez dieléctrica y contenido de humedad. Además, se evaluaron los métodos de prueba en aceites minerales, concluyendo que son aplicables también a los aceites vegetales. Este trabajo de grado tiene como objetivo explorar la viabilidad y las ventajas de los aceites dieléctricos vegetales como posibles sustitutos sostenibles del aceite mineral convencional. Al abordar un vacío de información, se proporcionan resultados confiables sobre el desempeño dieléctrico, estabilidad térmica, capacidad de enfriamiento y compatibilidad con los materiales del transformador. La investigación busca promover un cambio significativo en la industria eléctrica hacia prácticas más sostenibles, ofreciendo una alternativa ambientalmente amigable que reduce la dependencia de recursos no renovables. Además, se destaca el potencial económico al fomentar la producción local de aceites vegetales dieléctricos, creando oportunidades de negocio y empleo, y contribuyendo a un desarrollo regional sostenible.Item PROCEDIMIENTO PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS ON-GRID COMO AUTOGENERADORES A PEQUEÑA ESCALA(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Angarita Rojas, David Ricardo; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Urquijo Castrillon, Tiffany Del Mar; Mantilla Villalobos, Maira Alejandra; Osma Pinto, German AlfonsoEn el presente documento se encuentra el procedimiento para la instalación y puesta en marcha de sistemas solares fotovoltaicos On-Grid como Autogeneradores a pequeña escala, tomando como base un caso de estudio de un sistema solar fotovoltaico de 34,5 kWp instalado en un edificio, del cual se muestra la evidencia de los diseños e ingeniería de detalle, planos constructivos diagramas unifilares, un balance financiero del proyecto, registro del proceso de instalación y la puesta en marcha así como los tramites realizados ante las entidades competentes en verificar y aprobar el proyecto, finalmente se muestra el proceso seguido, los resultados y conclusiones del proyecto.Item Fabricación de Películas Delgadas Basadas en Azufre y Estaño para Emplearse en Celdas Solares Fotovoltaicas(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Barrios Silva, Linda Juliana; Alba Funes, María Teresa; Rondón Almeyda, Carlos Eduardo; Botero Londoño, Mónica Andrea; Herrera Celis, José Luis; Rojas Rincón, Clara LizethEn este informe final, se describe la fabricación de películas delgadas basadas en azufre (S) y estaño (Sn) para su aplicación en celdas solares fotovoltaicas, empleando los equipos de los grupos de investigación GISEL y CIMBOS. Las películas fueron sintetizadas variando la relación de masas Sn/S entre 0.8 y 1.2, mediante la técnica de evaporación. Para ello, se utilizó una cámara de evaporación de estaño a una presión de 3.4x10-4 mbar y una temperatura de sustrato de 200°C. Posteriormente, se realizó un proceso de recocido del azufre bajo las mismas condiciones de presión, a temperaturas de 150°C para el lote 1 y de 100°C para el lote 2. Las películas sintetizadas fueron caracterizadas utilizando difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía infrarroja (IR) en el Parque Tecnológico de Guatiguará. Del análisis de los difractogramas y espectros se determinó que el lote 1, con presencia de estaño, absorbe mayor radiación electromagnética en longitudes de onda entre 1000 y 2500 [nm], mientras que el lote 2, con presencia de azufre, absorbe mayor radiación electromagnética en longitudes de onda menores a 380 [nm]. Para el sistema de síntesis construido por los grupos de investigación, se consideró que los parámetros para obtener películas delgadas de azufre y estaño podrían ser: Sn/S entre 0.8 y 0.9, temperatura del sustrato de 200°C para la evaporación del estaño, temperatura de recocido del azufre menor o igual a 100°C durante un tiempo mayor a 30 minutos y una presión de vacío de 3.4x10-4 mbar.Item Dimensionamiento de una solución de suministro de energía eléctrica para una comunidad en la Isla La Gorgona.(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-06) Sedano Aguilar, Jhonier Alejandro; Gutiérrez Patiño, Uriel Antonio; Arbeláez Torres, Jafet Nicolás; Osma Pinto, Germán Alfonso; Ordoñez Plata, Gabriel; Martínez Peñaloza, Alejandra; Serna Suárez, Ivan DavidEste trabajo de grado aborda la problemática del suministro energético estable y sostenible en la Isla La Gorgona, una comunidad aislada que actualmente depende mayoritariamente de una planta diésel para su generación eléctrica. La relevancia de esta situación radica en la necesidad de implementar una solución que garantice un suministro confiable y sostenible a largo plazo. Como solución, se propone el dimensionamiento de una microrred que integra fuentes de energía renovable, principalmente paneles solares fotovoltaicos del modelo JA Solar 500W, junto con un sistema de almacenamiento basado en baterías de litio Pylontech UP5000. Se realizó un análisis de sombras mediante modelado tridimensional en PVsyst para optimizar la ubicación de los paneles, y se dimensionaron los componentes necesarios, como inversores monofásicos y reguladores de carga. La microrred cubrirá la demanda energética de la comunidad, generando 62.050 kWh anuales, lo que permitirá una reducción de 31,27 toneladas de CO₂ al año. El análisis financiero también muestra que la propuesta es viable como modelo de suministro energético para comunidades aisladas, contribuyendo a la reducción de emisiones de carbono y alineándose con los objetivos de sostenibilidad en Zonas No Interconectadas (ZNI).Item Implementación de una Herramienta de Pronóstico de Demanda de Energía Eléctrica en Santander Utilizando el Método de Random Forest y Basada en PyCaret(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Ariza Peñaloza , Edwin Armando; Serna Suarez, Ivan David; Caballero Peña, Juan Diego; Orozco Henao, César AugustoEl pronóstico preciso de la demanda de energía eléctrica es esencial para la gestión eficiente de los recursos energéticos, especialmente en regiones con características particulares como Santander. Sin embargo, el sector energético en esta región enfrenta desafíos significativos debido a la variabilidad en la demanda y a las limitaciones de los modelos predictivos existentes. El propósito principal de este estudio es desarrollar y validar modelos predictivos avanzados para estimar la demanda de energía eléctrica en Santander, con el objetivo de superar las deficiencias de los enfoques tradicionales. Se emplean dos modelos de vanguardia: Random Forest y Long Short-Term Memory (LSTM), que son comparados en términos de su precisión y utilidad práctica. El análisis se basa en datos históricos y utiliza herramientas de datos como PyCaret y Google Colab. Los resultados obtenidos muestran que el modelo Random Forest ofrece una mejora significativa en la precisión de los pronósticos en comparación con el modelo LSTM, destacando su capacidad para capturar patrones complejos y dinámicos en los datos de demanda de energía eléctrica en Santander. Los hallazgos subrayan la importancia de adoptar enfoques modernos en la predicción de la demanda para mejorar la gestión energética en contextos regionales específicos.Item Estudio de las corrientes espurias y procedimiento para la medición de las tensiones de paso y contacto en los sistemas de puesta a tierra de líneas de transmisión eléctrica.(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-06) Estupiñan Arenas, Juan Sebastian; Gómez Morales, Miguel Angel; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Esparza Gómez, Jose David; Chacón Velasco, Julio Cesar; Orozco Henao, Cesar AugustoLas tensiones de paso y contacto pueden suponer un riesgo significativo para las personas en las proximidades de las estructuras de transmisión. Un problema importante que afecta a estas mediciones es la presencia de corrientes espurias, las cuales son corrientes no deseadas que circulan en el sistema debido a diversos factores, como armónicos o interferencias electromagnéticas. Estas corrientes pueden alterar las mediciones, generando resultados imprecisos y comprometiendo la fiabilidad de las evaluaciones de seguridad, lo que resalta la necesidad de implementar métodos que mitiguen su influencia. En este trabajo de grado, se ha desarrollado un procedimiento para realizar mediciones de tensiones de paso y contacto en presencia de corrientes espurias. A través de una guía metodológica basada en normas técnicas internacionales como la IEEE Std. 81, se propone un enfoque que permite obtener mediciones seguras y precisas, utilizando técnicas de inyección de corriente de prueba y métodos de compensación para corregir los efectos de las corrientes espurias. Esta metodología es implementada en estudios de campo, con resultados que permiten validar la importancia de estas prácticas para mantener la seguridad en los sistemas de transmisión eléctricaItem Rediseño de la Red de Alumbrado Público de la Calle 61 hasta el Puente el Bueno en el Municipio de Bucaramanga, conforme a la Normativa RETILAP.(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-29) Santos López, Leider Yohan; Castillo Vásquez, Carlos Daniel; Rincón Saravia, Rolando Andrés; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Cortes Torres, Jose David; Motta Nieto, Diego FernandoLa Calle 61 en Bucaramanga ha sido identificada como una zona con deficiencias significativas en su sistema de alumbrado público. Esta falta de iluminación adecuada ha generado problemas de seguridad, aumentando el índice de accidentes y creando áreas propensas a la comisión de actos delictivos. La Secretaría de Infraestructura y Alumbrado Público ha decidido abordar esta problemática mediante un proyecto integral de modernización y rediseño de la red de alumbrado público, implementando tecnología LED y siguiendo la normativa RETILAP. El objetivo principal del proyecto es renovar completamente el diseño eléctrico de la red a lo largo del tramo de la Calle 61, desde la diagonal 15 hasta el puente El Bueno. Se planea reemplazar todos los componentes de las redes de baja tensión, incluidos cajas de paso, postes, soportes, ductos y cableado, así como actualizar las luminarias con tecnología LED. Además, se proporcionará asistencia en la elaboración de memorias de cálculo, que incluirán aspectos como regulación,pérdidas y calibre de los ductos. El proyecto también contempla la selección de un diseño fotométrico adecuado, evaluando alternativas basadas en criterios técnicos, económicos y ambientales. Se desarrollarán presupuestos y especificaciones técnicas detalladas para asegurar el cumplimiento con la normativa de la alcaldía de Bucaramanga. Esta iniciativa no solo mejorará la seguridad y el entorno nocturno, sino que también fomentará un ambiente más propicio para actividades comerciales y recreativas durante la noche. La implementación del proyecto se realizará bajo la modalidad de práctica empresarial, asegurando un enfoque integral y profesional.Item Diseño de un sistema de generación de energía eléctrica mediante baldosas con capacidad de conversión energética para alimentar pequeñas cargas ubicadas en el entorno cercano a zonas con alto flujo peatonal dentro de la sede central de la universidad industrial de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-01) Arenas Neira, Jaime Andres; Alvarado Quintana, Jhonn Daniel; Corrales Ceballos, Juan Manuel; Ortiz Rangel, Manuel José; Ordoñez Plata, Gabriel; Botero Londoño, Mónica Andrea; Duarte Gualdrón, Cesar AntonioEste documento comprende el diseño de un sistema de generación de energía eléctrica mediante baldosas con capacidad de conversión energética, ubicadas en áreas de alto tránsito peatonal dentro de la Universidad Industrial de Santander (UIS). El objetivo del diseño de este sistema fue capturar la energía cinética generada por el movimiento de las personas y convertirla en energía eléctrica utilizada para alimentar distintas cargas de baja potencia, para ello, se identificó y analizo mediante un censo peatonal y técnicas estadísticas los corredores con mayor circulación en la sede principal de la UIS permitiendo seleccionar el más indicado. Posteriormente, se recopiló información sobre tecnologías de transducción y empresas con soluciones comerciales disponibles, obteniendo los parámetros necesarios para estimar la generación de energía, con los cuales se definió la topología de construcción y diseño del sistema junto al dimensionamiento de sus componentes. Finalmente, se realizó un análisis integral de costos que incluyó los gastos de adquisición, transporte e instalación del sistema, con el fin de evaluar su factibilidad y viabilidad económica, determinando su potencial rentabilidad. Además, se efectuó un análisis que considero el ahorro energético obtenido al implementar esta tecnología promoviendo la incursión en la generación de energías no convencionales.Item Determinación de Parámetros de Diseño Orientada a la Disminución del Consumo Energético en Edificaciones Residenciales de Clima Cálido Tropical(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-31) Niño Torres, Danilo Ernesto; Barón Fernández, Yeferson David; Cárdenas Rangel, Jorge Luis; Osma Pinto, German Alfonso; Martinez Peñalosa, Alejandra; Ordoñez Plata, GabrielEl presente trabajo de grado analiza como los parámetros eléctricos, arquitectónicos y ambientales afectan en el desempeño energético de edificaciones residenciales en clima cálido tropical, con base en un modelo actual de una edificación residencial de estrato cuatro localizada en la ciudad de Bucaramanga-Colombia el cual fue realizado en la herramienta software de simulación DesignBuilder. En estas regiones, la demanda de energía es considerablemente alta, por lo tanto, es necesario identificar la configuración de los parámetros eléctricos, arquitectónicos y ambientales que influyen en el desempeño energético de dichas edificaciones, de un análisis paramétrico en el software de simulación energética de edificaciones DesignBuilder. En primera instancia se identifican mediante búsqueda literaria los parámetros que influyen en el desempeño energético. Se describe el proceso de obtención del modelo energético del apartamento, validando el modelo basado en los datos de consumos reales. En el análisis, se consideraron al menos cinco valores por parámetro usando el módulo de optimización, para determinar los que más impactan en el consumo energético global de la edificación. Finalmente, se determina la configuración de un grupo de parámetros eléctricos, ambientales y arquitectónicos que permita obtener el mayor ahorro energético en los apartamentos residenciales objeto de estudio en clima cálido tropical mejorando la eficiencia energética en las edificaciones.Item Diseño y documentación del sistema de gestión de la energía bajo los lineamientos de la NTC ISO 50001:2019 en el Edificio Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones de la Universidad Industrial de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-18) Noy Domínguez, Luis Gerardo; Ordóñez Plata, Gabriel; Parrado Duque, Alejandro; Cárdenas Rangel, Jorge Luis; Soto Ríos, Edison AndrésEn el contexto actual, es crucial promover la eficiencia energética y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mayormente generadas por actividades humanas. Para ello, las organizaciones están adoptando la norma ISO 50001, que proporciona un marco internacional para mejorar continuamente el desempeño energético. Esta norma define los requisitos necesarios para la implementación de un sistema de gestión de la energía (SGEn). Este trabajo de grado tiene como objetivo diseñar y documentar un SGEn conforme a la norma NTC-ISO 50001:2019 para el edificio de la Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones (E3T) de la Universidad Industrial de Santander (UIS). Se busca identificar los principales consumos de energía y sus aplicaciones para mejorar el desempeño energético, reducir costos y minimizar el impacto ambiental. El estudio documenta el SGEn siguiendo las directrices de la norma para facilitar su posible implementación. Se describen las fases de mejora continua, desde la planificación inicial hasta la revisión constante del sistema. Además, se destacan los beneficios esperados, como el aumento de la eficiencia energética, la identificación de oportunidades de ahorro y la promoción de una cultura organizacional enfocada en la reducción del consumo energético. Por último, se tratan temas como la identificación de variables relevantes en el uso de la energía, el control operacional y los parámetros de eficiencia energética. Se establecen líneas base, indicadores de desempeño energético, objetivos, metas y planes de acción para mejorar el desempeño de la edificación. Se subraya la importancia de la participación y el compromiso del personal de E3T en la implementación del SGEn, así como la necesidad de una comunicación efectiva y un liderazgo claro por parte de la alta dirección.Item Alta Integración de Fuentes de Energía Renovable en Sistemas Eléctricos: Capacidad de Operación ante Fallas de Corta Duración(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-27) Nova Ardila, Alex David; Rodríguez Tovar, Erick Davey; Rueda García, Leonel Gerardo; Petit Suarez, Johann Farith; Mantilla Villalobos, María Alejandra; aldanoar98@gmail.com; Soto Rios, Edison Andres; Osorio Silva, FaustoLa creciente integración de fuentes de energía renovable en el sistema eléctrico ofrece importantes beneficios, como la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, la menor dependencia de combustibles fósiles y la estabilización de los precios del suministro energético. No obstante, para asegurar su correcta integración y operación continua, especialmente durante situaciones de falla, es fundamental desarrollar estrategias de control adecuadas. Este trabajo analiza la integración de fuentes de generación de energías renovables, particularmente plantas basadas en inversores, dentro del sistema eléctrico y su comportamiento ante fallas de corta duración. Se definen y clasifican las fallas de corta duración según diferentes estándares internacionales y posteriormente se presentan los requisitos de conexión, capacidades de operación y funcionalidades de soporte que los generadores deben cumplir para alinearse con los requerimientos de los códigos de red en diferentes países. Se identifican requerimientos clave como el cumplimiento de las curvas de soportabilidad de tensión HVRT y LVRT, el control dinámico de tensión mediante la inyección de corriente, Asimismo, se subraya la importancia del diseño de algoritmos de control en los lazos de los inversores conectados a la red, tales como los algoritmos de sincronización, controladores de corriente y generación de la referencia, con especial énfasis en estos últimos.Item Análisis de un Sistema de Potencia Hidro-dominado con Implementación de Energías Renovables Optimización de su Almacenamiento Eléctrico(Universidad Industrial de Santander, 2024-09-06) Zambrano Guerra, Juan David; Guerra Fernández, Omar José; Serna Suárez, Ivan David; Ordoñez Plata, Gabriel; Soto Rios, Edison Andrés; Orozco Henao, Cesar AugustoEn este estudio se optimizará la expansión de generación para el Sistema Interconectado Nacional (SIN) colombiano con el objetivo de una mayor penetración de energías renovables, usando la herramienta de uso libre Storage Deployment Optimization Model (SDOM), donde se tomará como caso de estudio, uno de los peores escenarios para el sistema eléctrico como fue el fenómeno del niño del 2016, con la finalidad de que el sistema esté diseñado para un adecuado funcionamiento en sus peores situaciones de operación, por ejemplo, cuando no se tenga tanta disponibilidad de recursos hidroeléctricos. Para esto se modelarán perfiles de plantas generadoras conectadas al SIN, principalmente las hidroeléctricas, haciendo una proyección del sistema al 2050. Finalmente se analizarán los resultados finales arrojados por el modelo a trabajar, por medio de los gráficos y esquemas que se presentarán donde se evidenciará el funcionamiento horario, los tipos de tecnología escogidos y los costos principales de operación que tendrá el SIN.Item ESTIMACIÓN Y AJUSTE DE LOS PARÁMETROS DE UN MODELO CIRCUITAL EQUIVALENTE PARA UNA LUMINARIA LED FRENTE A VARIACIONES DE LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-22) Uyaban Bonilla, Andrés Leonardo; Estupiñán Lugo, Tomas Camilo; Duarte Gualdrón, Cesar Antonio; Malagón Carvajal, Gabriel Alexis; Jiménez Manjarrés, Yulieth; Cortés Torres, Jose DavidLas luminarias tipo LED son más eficientes que las incandescentes, pero tienen como desventaja el introducir corrientes distorsionadas a la red. Por tanto, es indispensable establecer un modelo eléctrico que permita observar diferentes estados de operación de estas luminarias LED y de esta forma, establecer su posible impacto para un conjunto de cargas de este tipo. En el presente trabajo de grado se busca diseñar un procedimiento que permita estimar y ajustar un modelo circuital equivalente de estas luminarias tipo LED, a través de un problema de optimización en donde la comparación entre la corriente medida con la corriente simulada permite estimar de forma óptima los parámetros que componen el modelo para cada señal, después se estima un modelo de regresión lineal para evaluar la relación entre la variable independiente Potencia de Led y tensión de alimentación (Pled y V s) y las variables dependientes o parámetros del modelo circuital equivalente: capacitancia (C), reactancia inductiva (Xl) y resistencia de entrada (R). En los resultados del modelo se evidencia que el coeficiente de determinación para estimar el valor de la capacitancia (C) fue de 0,9363. En el caso de los parámetros reactancia inductiva (Xl) el coeficiente de determinación fue 0,9372 y para la resistencia de entrada (R) el coeficiente de determinación fue de 0,8818. Los resultados muestran que el modelo planteado permite estimar los parámetros del modelo circuital equivalente de las luminarias LED.