INGENIERÍA EN ENERGÍA

PARQUE SOLAR 

LABORATORIO SUSTENTABLE DE GENERACIÓN DE ENERGÍA

Parque laboratorio sustentable de energías alternativas que aprovecha al máximo los espacios físicos existentes (ESTACIONAMIENTOS, TECHOS, ANDADORES, ETC.), funcionando tanto como laboratorio de entrenamiento y diseño, e interconectado a la red de la CFE para la reinyección de energía generada en todo momento.

Está diseñado como un laboratorio de entrenamiento abierto, modular y multidisciplinario con equipo y sensórica industrial de diversas tecnologías. Con la medición de parámetros ambientales y de los elementos principales para un estudio comparativo de todas las variables. Con generación de energía desde 2kW hasta lo deseable por el usuario, permite el desarrollo de prácticas, diseño, mantenimiento, ahorro energético, etc., así como la posibilidad de modificar la infraestructura para implementar nuevas experiencias.

tecnologia solar

Distintas matrices de paneles solares de diferentes tecnologías.

2. Monitoreo ambiental y del sistema.

3. Cableado normalizado.

4. Inversores de última generación.

5. Interconexión a red.

6. Monitoreo a distancia.

esquema electrico

· Diversas tecnologías de sistemas de conversión DC/CA
  con aplicaciones aisladas e interconectadas.

· Variación del posicionamiento de las celdas solares
  para pruebas de irradiación y eficiencia.

· Técnicas de mantenimiento de procesos.


Cada propuesta de diseño, es elaborada a la medida y con la tecnología vigente al momento del suministro, lo que permite estar a la vanguardia en el debate internacional y desarrollo tecnológico.

Temas de base a cubrir en la funcionalidad de entrenamiento:

Fundamentos de la Energía.

Medida de la Irradiación solar.

Familiarización y seguridad.

Módulos Solares de distintas tecnologías.

Manejo de sensores.

Operación de un parque solar.

Mantenimiento de un parque solar.

Control de un parque solar.

Eficiencia energética de un parque solar.

Transmisión y uso de energía excedente generada en un parque solar. 

Inversores de Interconexión.

Interconexión con la red pública de suministro eléctrico.

Instalación y mantenimiento de un parque solar.

Cableado y Configuración de equipos solares y de un parque solar.

Programación industrial para la automatización de sistemas solares y de un parque solar.

Control remoto y adquisición de datos.

Técnicas de gestión de energía.

Normas aplicables a la instalación de energía alternativa.

Requisitos de instalación de sistemas de energía solar.

BENEFICIOS:

· Esta es una inversión que redituará desde su implementación, ya que al poder interconectarse al suministro eléctrico de la CFE se están teniendo ahorros debidos al costo creciente de la energía eléctrica.

· El usuario está invirtiendo en ser parte del apoyo al gobierno federal y estatal en el cumplimiento de los objetivos del milenio (OBJETIVO 7: GARANTIZAR LA SOSTENIBILIDAD DEL MEDIO AMBIENTE)

· Laboratorio multidisciplinario, con un costo menor al del equipamiento didáctico (éste se encuentra limitado en posibilidades técnicas y obsoletas para ofrecer más que unas cuantas prácticas, sistemas aislados de mínima generación y siendo un pasivo como “inversión”).

· En su modalidad de cogeneración, sin importar que la institución esté en actividades o no, o el equipo se utilice para prácticas o no, el parque laboratorio sustentable de energías alternativas estará reinyectando energía a la red de la CFE de manera automática y permanente.

paneles fotovoltaicos

LABORATORIO PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES EN LA INSTALACIÓN DE SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS Y EÓLICOS

El laboratorio incluye todos los componentes, consumibles fotovoltaicos y mecánicos para llevar a cabo el diseño y montaje de sistemas fotovoltaicos y eólicos así como herramientas e instrumentos adecuados para los instaladores y técnicos de mantenimiento.

Todos los elementos están disponibles en el mercado y en concordancia con los requisitos de la CFE. Para el desarrollo de mayores habilidades en la instalación de sistemas solares reales, se incluyen postes y lámpara para el montaje de luminarias solares, gabinete para montaje de componentes, etc. El sistema puede ampliarse posteriormente para aumentar la potencia generada así como la cobertura de temas y realización de prácticas.

Una vez concluidas las experiencias prácticas, el sistema podrá operar de manera convencional y podrá seguir brindando su servicio normal suministrando energía a la red y monitoreando. Incluye:

• Guía del Instructor, documentos teóricos y técnicos de los componentes del sistema, manual de prácticas de base, inventario, programas de software industriales.

• Diseño de panel didáctico demostrativo del sistema completo para fines académicos y de promoción del uso de sistemas sustentables.

• Hojas de datos de los componentes comerciales, Instructivo de Operación y Servicio.

El diseño eléctrico del sistema cumplirá con la Norma Oficial Mexicana SEDE-001-2005 Art. 690.El laboratorio está integrado de la siguiente manera:

diagrama de modulos fotovoltaicos
paneles fotovoltaicos

• Dos estaciones de trabajo para instalación y monitoreo de sistemas fotovoltaicos, cada una con un panel fotovoltaico de 250W/12Volts. Cada estación cuenta con una estructura metálica tipo poste móvil de 2 mts. de altura, con bloqueo de su movimiento, diseñada para colocar en ella los sistemas de interconexión a red como aislado, así como panel de entrenamiento disponible para cada caso. Cada poste cuenta con un centro de carga que permite la interconexión con los demás postes en caso de interconexión a red. Las estaciones trabajan en la modalidad de tecnología de microinversores o con tecnología aislada según lo requiera la práctica.

• Una estación de trabajo para instalación y monitoreo de sistemas eólicos. Aerogenerador horizontal trifásico de imán permanente con potencia nominal de 300W, montado sobre poste articulado de 6m de altura. Cuenta con módulo para control de carga, banco de baterías e Inversor. El sistema trabaja en la modalidad de tecnología aislada con inversor.

diagrama aerogenerador

El sistema se complementa, entre otros con los siguientes elementos:

• Caja de fusibles seccionadores
• Software de lectura de parámetros en microinversores
• Paquete de conectores MC4 hembra y macho para instalación de cableado fotovoltaico
• Interruptor termo magnético de aislamiento del sistema de generación
• Luminaria tipo LED de 40W/12V en cada estación de trabajo
• Soporte para montaje de panel fotovoltaico
• Inversor CD/CA, con tierra integrada
• Módulo de comunicaciones para monitoreo a distancia de microinversores
• Batería de ciclo profundo de 115Ah@20hrs
• Controlador de carga y descarga de batería
• Kits de cables


El sistema cubre los siguientes temas:

• Fundamentos de la Energía
• Familiarización y seguridad
• Módulos y Sistemas solares
• Mantenimiento de un sistema solar
• Diseño, montaje y mantenimiento de sistemas solares aislados
• Sistemas de microinversores
• Interconexión con la red pública de suministro eléctrico
• Diseño, montaje y mantenimiento de sistemas solares por microinversores
• Normas aplicables a la instalación de energía alternativa
• Simulación de fallas
• Sistemas eólicos
• Diseño, montaje y mantenimiento de un sistema eólico
• Simulación de fallas

BIOMASA

LABORATORIO MULTIDICIPLINARIO DE SUSTENTABILIDAD POR BIOMASA

Tiene como propósito dar servicio a varias áreas tales como: Procesos alimentarios, Agricultura sustentable, Energías renovables, Mecatrónica, Procesos industriales, Desarrollo de negocios etc., convirtiéndose en el primer laboratorio multidiciplinario sustentable de biomasa e investigación en el mercado. Con este laboratorio, se podrán formar egresados con la capacidad de influir en comunidades urbanas y rurales, para lograr la independencia energética aprovechando los recursos de su entorno, hasta ahora desechados, y protegiendo con ello el ecosistema. Asimismo abriendo nuevas oportunidades de creación de empresas en un nicho libre de competencia.

material biomasa
proceso energetico

El laboratorio se propone con un equipamiento de uso transversal para que sea aprovechado por las diversas áreas:

Para el área de Alimentos permitirá la investigación y elaboración de alimentos balanceados,

diagrama aerogenerador luminaria
pacas
alimento animales

Entre otros de los propósitos permitirá fomentar un proceso de enseñanza a los agricultores locales, de que la baja del precio de forrajes, verduras, y hortalizas no significa una pérdida de su producción, sino la oportunidad de procesar económicamente sus productos de una manera tecnológicamente adecuada para aumentar su vida y potencial de uso en otro momento, y en nuevos nichos de mercado.

Para el área de Energías sustentables, abre la vertiente de estudio de otro tipo de energía renovable, como el rescate de residuos orgánicos vegetales, agrícolas y forestales para el desarrollo de mezclas que permiten ser usadas como combustible de otros procesos, así como el desarrollo y estudio de aplicaciones de dicho biocombustible para la generación de energía. 

campo agricola
bastones combustibles
bastones quema

Para el área Agrícola, convertir los residuos de sus cosechas e invernaderos, en combustible disponible para ambientar invernaderos en temporada de frio y aumentar su productividad a muy bajo costo energético.

cosechadora
producto
flama

En la Mecatrónica, como oportunidad de conocer y desarrollar nuevas máquinas que procesan materiales de biomasa y permitir la creación de nuevas empresas de diseño, manufactura y servicio de un área nueva de oportunidad en el mercado.

biomasa
motor
procesador biomasa

En cualquiera de los casos anteriores, el Desarrollo de negocios tiene un laboratorio de prueba en un nicho de mercado cuasi virgen en nuestro país, que convierte a las empresas surgidas de este laboratorio en modelos de negocio de alta rentabilidad y de un mercado enorme.

El LABORATORIO MULTIDICIPLINARIO DE SUSTENTABILIDAD POR BIOMASA cumple y supera las expectativas de un equipamiento tradicional de laboratorios, permitiendo que la transversalidad de uso del equipamiento impacte a todas las áreas de conocimiento y haciendo redituable la inversión con un impacto no solo en la institución, sino en sus egresados y en la comunidad.

HIDRÓGENO

ENTRENAMIENTO, DISEÑO Y APLICACIÓN DE CELDAS DE COMBUSTIBLE DE HIDRÓGENO

monitoreo de hidrogeno
equipo de hidrogeno

Conformado por un equipo completo de entrenamiento de base para el conocimiento de la manufactura y funcionamiento de las celdas de hidrógeno. Una vez entendido lo básico, se tienen todos los elementos necesarios para llevar a cabo prácticas de operación y uso de las celdas de hidrógeno, así como su interconexión para formar arreglos que ofrezcan mayor voltaje y potencia, tal como se realiza con las celdas de aplicación industriales. En todo momento las celdas de Hidrógeno operarán tal como lo hacen su contraparte industrial con la ventaja de ser ensambladas por los usuarios en un sistema de montaje transparente que les permitirá observar las reacciones que ocurren en las membranas para la generación de electricidad y agua como subproducto. 

La propuesta de diseño no lo limita al uso demostrativo o de prácticas de laboratorio, y su operación mediante electrolizador. Se suministran con el equipo tanque de hidruros metálicos que el usuario podrá cargar y utilizar en diversas experiencias. Así permite al usuario familiarizarse con todos los aspectos de esta tecnología y poder llevar a cabo proyectos de aplicación para fines de investigación y desarrollo tecnológico, haciendo que este sistema se vuelva sustentable en cuanto a ofrecer de manera permanente no solo servicios de enseñanza, también de investigación y aplicación que apoyan a desarrollar las competencias pertinentes en la vida diaria y en la industria.

El usuario abordará los problemas siguientes:

¿Cómo evacuar el agua de la celda?

¿Qué ocurre cuando se inunda la celda?

¿Dónde son los lugares flujo de campo críticos?

¿Cuál es la influencia del flujo de gas en las actuaciones y el balance de agua?

¿Qué impacto tiene el diseño del flujo de campo en la gestión del agua?

La celda de combustible no es una "caja negra". Además de ensamblarla, el usuario puede observar y apreciar lo que realmente está sucediendo dentro de la celda durante la prueba.
Por otra parte, la gran superficie activa entregará curvas de polarización realistas.

La celda es compatible con: Hidrógeno, Reformado, Metanol.

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GRUPO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICA RAM

Vanguardia en Ingeniería Educativa