Los equipos de la serie H09 de la empresa Conar son elaborados sistemas que permiten demostrar en forma práctica y sencilla las teorías científicas que sustentan el desarrollo creciente vinculado con el campo de las Energías Renovables.
Estos equipos no son maquetas estáticas ni “juguetes”. En todos los casos, se integran fácilmente al entorno de un aula o de un laboratorio de investigación y desarrollo en donde además de una gran cantidad de experiencias sugeridas, el docente o director de proyecto puede fijar su propia agenda de temas a tratar o de investigación.
La formación de recursos humanos en el sector de Energías Renovables (y en el área técnica en general) es un aspecto fundamental para garantizar el desarrollo del pais e incrementar el nivel de bienestar de nuestra sociedad.
Objetivos
Los objetivos que la empresa persigue mediante la incorporación de este nuevo equipamiento son:
- Concientizar a los sectores de la educación, y a nuestra sociedad en general, acerca de un tema de enorme relevancia a nivel mundial, que cada día esta más presente en la vida de las personas. Las Energías Renovables son el pilar fundamental para tener un desarrollo solido, sustentable en el tiempo y amigable desde un punto de vista medio-ambiental. Energías + Combustibles Renovables = Mundo Verde.
- Facilitar plataformas tecnológicas modernas, versátiles y de ultima generación con las cuales no solo se pueda capacitar profesionalmente en una gran cantidad de temas específicos vinculados con las Energías Renovables sino que además se puedan presentar en forma amena y ágil conceptos básicos vinculados con: Física, Química, Termodinámica, Electro-Química, Biología, Electricidad, Electronica, Control Automático, etc. Los profesionales de hoy, para sobresalir, requieren un manejo fluido de los conceptos teóricos junto a una práctica avanzada. El cimiento es el conocimiento transversal.
- Identificar caminos de Innovación y Desarrollo en el área de Energías Renovables brindando los medios para que los grupos de investigación puedan elaborar experiencias de avanzada.
Hoy el mundo en general enfrenta un creciente desafío en el frente energético. Incluso para los más optimistas, no cabe duda de que las reservas de combustibles fósiles y minerales (petróleo, gas, carbón, uranio) están en franco retroceso.
En todo el mundo se están buscando activamente soluciones que nos permitan obtener un flujo de energía que no dependa tanto de los recursos naturales no renovables y que a la vez sean mucho más amigables desde el punto de vista medio-ambiental.
El principal pilar de esta nueva “revolución verde” es indudablemente el Hidrógeno, el combustible más limpio y renovable que se conoce. Además, es el más abundante ya que constituye el 11% (en peso) de toda el agua que hay el el planeta. Es importante tener presente que la tecnología actual de las celdas de combustible (Fuel Cells) nos permite una fácil conversión del Hidrogeno directamente en energía eléctrica con una buena eficiencia y sin partes móviles.
Otro campo que ya esta muy afianzado en el mundo es el aprovechamiento de la Energía Solar tanto en la forma Foto-Eléctrica como en la Termo-Solar. En ambos casos nos permite convertir en formas energéticas utilizables un recurso que recibimos abundantemente y sin ningun costo.
La conversión directa de Energía Eólica en Energía Eléctrica es ya una magnífica realidad y en varios países representa un gran aporte a la generación limpia. Además se constituye en una fuente energética de enorme potencialidad.
La Energía Hidro-Eléctrica es sin lugar a dudas la fuente renovable más difundida y conocida. Pero las nuevas tecnologías de micro-centrales abren un extraordinario abanico de posibilidades de generación distribuida a bajo costo.
Las tecnologías de conversión directa de Calor en energía eléctrica (Termo-Generación) viabilizan una gran gama de métodos para aumentar la eficiencia energética (ej: recuperación de calor) al tiempo que permiten desarrollar simples métodos de electrificación en áreas remotas (ej: Co-generación en cocinas económicas.)
Finalmente, pero de relevante importancia, tenemos una variedad de Bio-Combustibles que no solo se derivan de fuentes áltamente renovables sino que además contribuyen a paliar el temido Efecto Invernadero y a obtener la ansiada Independencia Energética.
Equipos Constituyentes del Sistema
- Ciclo Integrado del Hidrógeno. Electrólisis, Almacenamiento, Control y Fuel Cell.
- Conversión de Energía Solar a Energía Eléctrica. Panel Fotovoltaico.
- Colectores de Energía Termo-Solar. Plano y Parabólico. Acumulación de Calor.
- Conversión de Energía Eólica a Energía Eléctrica. Túnel de Viento.
- Conversión de Energía Eólica a Energía Eléctrica. Mini Aero-Generador.
- Conversión de Energía Hidráulica a Energía Eléctrica. Turbinas Pelton, Francis y Kaplan. (*)
- Conversión Directa de Energía Termica a Energía Eléctrica. Termo-Generadores.
- Proceso de Reformado. Obtención Química del Hidrógeno.
- Digestor Anaeróbico de Bio-Gas. Desechos Orgánicos a Metano. Enriquecimiento.
- Bio-Masa a Gas de Síntesis (BtG). Gasificador Pirolítico de Lecho Fluido. (**)
- Bio-Masa a Bio-Etanol. Hidrólisis, Fermentación, Pre-Destilación y Tamices Moleculares. (**)
- Reactor para Bio-Diesel. Múltiples materias primas. Separación, Lavado y Secado. (**)Nota.: Los equipos indicados con (*) estaran proximamente disponibles. Las Plantas Piloto Semi-Automaticas indicadas con (**) estan en planificacion avanzada.
Características Constructivas Generales
Como ya se dijo, estos equipos estan basados en módulos fácilmente intercambiables (casi sin usar herramientas) con un diseño abierto que permite fácilmente ensayar nuevos componentes.
Se ha hecho especial hincapié en la clara distribución y fácil gráfica de los paneles y unidades de comando para que sean de rápida (e intuitiva) interpretación.
Se han empleado en la fabricación sólo componentes de primera calidad, de nivel tecnológico mundial, y materiales nobles a los efectos de garantizar la confiabilidad, duración y bajo mantenimiento del equipamiento propuesto.
Inclusive, se han desarrollado para este proyecto una importante cantidad de dispositivos constructivos y de matricería especial (ej.: rieles de aluminio estructurales) lo que garantiza un excelente nivel de terminación y robustez.
Todos las unidades componentes están fabricadas de acuerdo a las más exigentes normas ambientales internacionales, tales como RoSH (Restriction of Hazardous Substances).
Hemos colocado a la seguridad de los alumnos y docentes ante todo. Estos equipos incluyen en todos los casos protecciones según las normas internacionales de seguridad eléctrica, cableados de puesta a tierra, protecciones mecánicas de toda parte en movimiento, y barreras y aislaciones térmicas de todo elemento que opera a alta temperatura.
Ciclo Integrado del Hidrógeno
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Este equipo obtiene Hidrógeno y Oxígeno gaseosos mediante la electrólisis de agua desmineralizada en una celda compacta basada en tecnología deMembrana de Intercambio de Protones (PEM) que es la más moderna disponible a nivel mundial. La energía eléctrica requerida para esta operación puede ser provista por otra fuente renovable (equipo solar foto-voltaico o equipo eólico) o bien por una fuente de alimentación multipropósito que se incluye como accesorio.
Los gases producidos se almacenan en dos recipientes aforados de alta capacidad (Gasómetros) en donde se pueden determinar con precisión los volumenes producidos.
La salida de gases pasa por una innovadora unidad de control de caudal instantáneo de H2 y O2 que opera en base a microválvulas accionadas mediante un circuito electrónico de modulación de ancho de pulsos. Esta unidad permite fijar el caudal de H2 y además la tasa de mezcla H2/O2 desde solo H2 hasta la proporción estequiométrica.
En esta unidad también se incluye un Controlador Digital PID (Modulante) de la tensión generada a los efectos de poder cerrar un lazo con el caudal de H2.
La unidad de generación eléctrica incluye una celda de combustible (Fuel Cell) dual (puede operar con H2/O2 ó con H2/Aire) de cuatro etapas en serie.
Los caudales de H2 y O2 que la alimentan se pasan primero por tubos burbujeadores no sólo para garantizar la humectación de los mismos sino además para tener una fácil apreciación visual de los flujos de alimentación.
Asimismo, hay burbujeadores para verificar el caudal de los gases de escape los que brindan una imagen del rendimiento de la celda de combustible.
Por último se incluye una etapa de cargas eléctricas (consumos) para el uso de la energía generada. Esta unidad esta basada en LEDs rojos de alta intensidad agrupados en múltiplos. En esta etapa se determina con exactitud la energia producida y como ya se dijo se puede realimentar la tensión de salida a la etapa de control de caudal instantáneo de H2.
Equipo de Conversión Fotovoltáico
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El equipo de conversión fotovoltáico incluye dos fuentes de iluminación que en forma alternativa pueden ser utilizadas para excitar a un panel solar foto-voltaico de tecnología poli-cristalina para generación directa de energía eléctrica.
Las lámparas están montadas en un bastidor reversible para un rápido cambio de la fuente de iluminación.
En otro bastidor (similar dimensionalmente al anterior) se encuentra montado el panel foto-voltáico. Ambos bastidores son ajustables tanto en ángulo de incidencia como en distancia entre los mismos gracias a escalas especialmente dispuestas.
Debido a las características constructivas de este equipo, el mismo también puede ser utilizado en el exterior para iluminar al panel foto-voltaico con luz solar directa.
La salida eléctrica del panel solar se alimenta a una fuente de alimentación conmutada que permite efectuar simulaciones de “conversión” de energía eléctrica. Esta fuente tiene tensión de salida ajustable (mediante un potenciómetro multi-vuelta) e incluye resistencias shunt para la medición de las corrientes de entrada y salida.
Equipo de Generación Eólica
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Este equipo permite ensayar diversas variantes de rotores eólicos en condiciones perfectamente controladas de trabajo. Esta unidad genera una corriente de aire de hasta 80 Km/hr en un túnel de viento experimental de 320 mm de diámetro interno útil. Incluye un equipo variador de la velocidad del ventilador a los efectos de poder fijar distintos regímenes de flujo.
El túnel de viento opera en forma contínua en todo el rango de velocidades de viento normales en que lo hacen los generadores eólicos comerciales de primera línea.
Sobre el ventilador axial, también está dispuesto un sensor de velocidad de tipo foto-eléctrico con su correspondiente indicador digital que permite medir la frecuencia de rotación real de las aspas del ventilador y de esta manera compensar los efectos de resbalamiento del motor trifásico.
Para la medición de la velocidad real del aire dentro del túnel de viento se cuenta con un Tubo Pitot de Promediación de geometría muy particular.
Cuenta con tomas de presión dinámicas y estáticas dispuestas en forma convencional y ademas posee un juego de tomas estáticas situadas aguas abajo del flujo lo que le permite ofrecer un diferencial de presión “amplificado”.
La indicación de la velocidad del aire se realiza en un Manómetro Diferencial de Rama Inclinada que incluye en su bastidor de montaje una tabla de correlación del delta P medido con la velocidad del aire a distintas temperaturas ambiente.
En el otro extremo del túnel de viento se dispone el rotor eólico bajo ensayo con su correspondiente generador eléctrico en corriente contínua.
Este conjunto puede ser fácilmente cambiado para probar distintas configuraciones y/o formatos de rotores.
En esta etapa, también hay dispuesto un sensor de tipo foto-eléctrico que permite medir en un indicador digital la velocidad real de rotación del rotor eólico.
Finalmente se incluyen una serie de resistencias de carga que permiten probar el generador en distintos regímenes de funcionamiento con sus correspondiente shunts para medición de corriente.
Equipo de Termo-Generación
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La generación Termo-Eléctrica (TEG) sin partes móviles se conoce desde hace casi dos siglos. (Efecto Seebeck, 1821).
Básicamente, la generación de energía eléctrica se produce cuando dos materiales conductores de diferente composición química se someten a una diferencia de temperaturas (Delta T).
Recientemente, con el desarrollo de la tecnología espacial y múltiples aplicaciones militares los métodos termo-eléctricos cobraron renovada importancia como una técnica de generación eléctrica de fácil implementación y alta confiabilidad.
Los nuevos termo-compuestos derivados del Telurido de Bismuto permiten buenos niveles de eficiencia y dimensiones reducidas.
Los módulos de generación termo-eléctrica se encuentran en el corazón de los sistemas que genéricamente se denominan de “Cosecha de Energía” y que permiten recuperar energía eléctrica a partir de fuentes térmicas que de otra manera se perderían. Además, estos dispositivos son una buena forma de convertir Bio-Masa (ej.: leña) en energía eléctrica o como elementos de co-generación por ejemplo en cocinas económicas.
Para ello cuenta con un sistema de control de temperatura que permite fijar las temperaturas de trabajo con suma precisión.
Posee también un equipo de mediciones múltiples de temperaturas para determinar en varios puntos las temperaturas de las caras de los módulos generadores.
Cuatro módulos termo-generadores estan montados en “sandwich” entre dos barras conductoras del calor, una de ellas calefaccionada y la otra mantenida a temperatura ambiente mediante dispositivos disipadores.
Finalmente, la salida eléctrica de los módulos Termo-Generadores puede ser combinada de diversas maneras y su corriente medida gracias a resistencias shunt dispuestas al efecto.
Valiosa y magnifica información, muchas gracias por ello, saludos.
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