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Contribuciones para el desarrollo de réplica digital de una smart microgrid basada en energías renovables e hidrógeno con tecnología 'open-source'

  • Autores: José María Portalo Calero
  • Directores de la Tesis: Antonio José Calderón Godoy (dir. tes.), Isaías González Pérez (codir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2021
  • Idioma: español
  • Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Calderón Godoy (presid.), Francisco José Vivas Fernández (secret.), Mercedes Ballesteros Perdices (voc.)
  • Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Modelización y Experimentación en Ciencia y Tecnología por la Universidad de Extremadura
  • Materias:
  • Enlaces
    • Tesis en acceso abierto en: Dehesa
  • Resumen
    • español

      Actualmente, la transformación digital se está extendiendo a cada vez más ámbitos de la ciencia y la tecnología, atestiguada por escenarios como el Internet de las Cosas (IoT), los Sistemas Ciberfísicos, la Industria 4.0 o las Smart Grids. Estas últimas son redes inteligentes de generación y distribución de energía eléctrica, integrando energías renovables. La Tesis doctoral consiste en contribuir al desarrollo de una réplica digital de una Smart MicroGrid (microrred inteligente). Concretamente, se emplea tecnología open-source (código abierto) tanto hardware como software para adquirir datos y monitorizar la operación de la MicroGrid. Esta MicroGrid integra energías renovables e hidrógeno en torno a un bus de tensión DC. Con esta instalación se logra la generación de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovable (fotovoltaica), utilizando el hidrógeno como sistema de almacenamiento de energía (backup). Cabe destacar que una réplica digital reproduce de forma virtual y precisa el comportamiento del sistema físico equivalente, en el presente caso, la MicroGrid. Esta representación digital opera de forma paralela y se puede emplear para múltiples propósitos como son los relativos a optimización de la operación, al mantenimiento preventivo y predictivo, al análisis de desviaciones y estados operativos anómalos, etc., evitando las limitaciones inherentes a un sistema físico. Para la confección de tales réplicas digitales, se requiere disponer de una gran cantidad de datos representativos del funcionamiento y operación de la instalación experimental.

    • English

      Currently, the digital transformation is spreading to more and more areas of science and technology, attested by scenarios such as the Internet of Things, Cyber-physical Systems or Industry 4.0 or Smart Grids. The latter are smart grids for the generation and distribution of electrical energy, integrating renewable energies. The doctoral Thesis consists of contributing to the development of a digital replica of a Smart MicroGrid. Specifically, open-source technology both hardware and software will be used to acquire data and monitor the operation of the MicroGrid. This MicroGrid integrates renewable energy and hydrogen around a DC voltage bus. With this installation, the generation of electrical energy from renewable energy sources (photovoltaic) will be achieved, using hydrogen as an energy storage system (backup). It should be noted that a digital replica virtually and accurately reproduces the behavior of the equivalent physical system, in the present case, the MicroGrid. This digital representation operates in parallel and can be used for multiple purposes such as optimization of the operation, preventive and predictive maintenance, analysis of deviations and anomalous operating states, etc., avoiding the limitations inherent to a physical system. For the preparation of such digital replicas, it is required to have a large amount of data representative of the functioning and operation of the experimental facility.


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