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[ES] A lo largo del siguiente proyecto se describe el diseño, la construcción y la puesta en marcha de un banco de ensayos electromecánicos para vehículos eléctricos de movilidad personal de potencia máxima 700W. El objetivo del banco es medir el par entregado por la rueda al banco, la velocidad de la rueda y el rendimiento del patinete desde la batería. Se detalla el diseño mediante SolidWorks de cada una de las piezas que constituyen este montaje y por qué se han elegido las que componen el montaje final. Posteriormente se explica paso a paso el montaje de este y la justificación de los materiales que se han usado. Cabe destacar que algunas piezas han sido diseñadas e impresas en 3D en el material PLA, se detalla el procedimiento que se ha seguido para conseguir un diseño que resulte óptimo tanto para ser impreso como para poner el montaje en marcha de forma efectiva y segura. Se realizan diferentes ensayos para la caracterización de las pérdidas del banco de ensayos mediante un motor de inducción, un generador de continua y el mismo montaje además de los equipos de medida necesarios como tacómetro, voltímetros, amperímetros, analizador de redes y osciloscopio. Finalmente se ensayará un patinete eléctrico de 250W de potencia y obtendremos parámetros como par y rendimiento para diferentes modos de funcionamiento., [EN] The following project describes the design, construction and commissioning of an electromechanical test bench for personal mobility electric vehicles with a maximum power of 700W. The aim of the bench is to measure the torque delivered by the wheel to the bench, the wheel speed and the performance of the scooter from the battery. The design using SolidWorks of each of the parts that make up this assembly and why the parts that make up the final assembly have been chosen are detailed. Subsequently, a step-by-step explanation of the assembly and the justification of the materials that have been used is given. It should be noted that some parts have been designed and 3D printed in PLA material, and the procedure followed to achieve a design that is optimal both for printing and for setting up the assembly effectively and safely is detailed. Different tests are carried out to characterize the losses of the test bench using an induction motor, a DC generator and the assembly itself, as well as the necessary measuring equipment such as a tachometer, voltmeters, ammeters, a network analyzer and an oscilloscope. Finally, a 250W electric scooter will be tested and we will obtain parameters such as torque and performance for different operating modes.

[ES] El objetivo que se plantea para este trabajo de fin de grado es el estudio y desarrollo de una instalación fotovoltaica de 36kW en una granja de crianza avícola de 50 años de antigüedad. La granja cuenta con una instalación fotovoltaica de once años de antigüedad y tiene una potencia pico de 10kW. Dicha instalación está situada sobre el edificio almacén de la granja, con cuarenta y ocho paneles, por lo que la nueva instalación se realizará sobre la cubierta del edificio de crianza. En el proyecto se asegurará la autosuficiencia energética de la granja respeto al consumo eléctrico, generando excedente para verter a red con retribución, en caso de darse dicha circunstancia. Tras la propuesta principal, se analizará la posibilidad de cambiar los equipos de calefacción, que usan GLP como combustible, por calefactores eléctricos. El fin último es lograr que la granja sea plenamente autosustentable energéticamente. Finalmente, este trabajo contará con una memoria técnica de la instalación fotovoltaica para autoconsumo con excedente vertido a red, así como un estudio de viabilidad económica del mismo. Estas opciones son posibles gracias a la mejora de los rendimientos de la tecnología fotovoltaica y por tanto deben tenerse en cuenta, con el fin de contribuir a una transición ecológica y un desarrollo sostenible., [EN] The objective of this final degree project is the study and development of a photovoltaic installation on a 50-year-old poultry farm. The farm has an eleven-year-old photovoltaic installation, which has a peak power of ten kW. This installation is located on the storage building of the farm, with forty-eight panels, so the new installation will be on the roof of the rearing building. The project will ensure the farm's energy self-sufficiency in terms of electricity consumption, generating surplus to be fed into the grid with remuneration, should this circumstance arise. Following the main proposal, the possibility of changing the heating equipment, which uses LPG as fuel, for electric heaters will be analysed. The goal is to make the farm fully energy self-sustainable. Finally, this work will include a technical report on the photovoltaic installation for self-consumption with a surplus fed into the grid, as well as an economic feasibility study. These options are possible thanks to the improved performance of photovoltaic technology and should therefore be considered to contribute to an ecological transition and sustainable development., [CAT] L'objectiu que es planteja per a aquest treball de fi de grau és l'estudi i desenvolupament d'una instal·lació fotovoltaica en una granja de criança avícola de 50 anys d'antiguitat. La granja compta amb una instal·lació fotovoltaica d'onze anys d'antiguitat, la qual és de deu kW de potència pic. Aquesta instal·lació està situada sobre l'edifici magatzem de la granja, amb quaranta-huit panells, per la qual cosa la nova instal·lació es realitzarà sobre la coberta de l'edifici de criança. En el projecte s'assegurarà l'autosuficiència energètica de la granja respecte al consum elèctric, generant excedent per a abocar a xarxa amb retribució, en cas de donar-se aquesta circumstància. Després de la proposta principal, s'analitzarà la possibilitat de canviar els equips de calefacció, que usen GLP com a combustible, per calefactors elèctrics. La fi última és aconseguir que la granja siga plenament auto sustentable energèticament. Finalment, aquest treball comptara amb una memòria tècnica de la instal·lació fotovoltaica per a autoconsum amb excedent abocat a xarxa, així com un estudi de viabilitat econòmica d'aquest. Aquestes opcions són possibles gràcies a la millora dels rendiments de la tecnologia fotovoltaica i per tant han de tindre's en compte, amb la finalitat de contribuir a una transició ecològica i un desenvolupament sostenible.

[ES] Las baterías son el cuello de botella que impide una transición energética rápida y barata. En los últimos años estamos siendo testigos del crecimiento de las tecnologías relacionadas con la inteligencia artificial y Big Data. Mediante la aplicación de estas técnicas, se pueden desarrollar nuevas aplicaciones que sean capaces de generar predicciones y tomar decisiones fundamentadas en el análisis de los datos históricos. Así, es posible idear una aplicación y una metodología que mejore la gestión de las baterías, extendiendo su vida útil y permitiendo usar baterías más pequeñas. Todo esto es posible implementarlo en el marco de las denominadas Smart Grids, que facilitan la interacción de unos dispositivos con otros en el ecosistema de la red eléctrica, de tal forma que se asegure un sistema energético sostenible y eficiente, con bajas pérdidas y altos niveles de calidad y seguridad de suministro., [EN] Batteries are the bottleneck that are blocking the way to fast and cheap energy transition. Recently, artificial intelligence and Big Data technologies are getting more and more industry adoption. Applying these new techniques, it is possible to develop new applications capable of generating forecasts and taking decisions based on data. This thesis aims to develop an application and a methodology that lead to better battery management, improving their life expectancy and decreasing the required battery capacity for a given application. This idea fits well in the Smart Grid context, ensuring a transparent, sustainable and environmental-friendly system operation that is cost and energy efficient, secure and safe.

[ES] Actualmente, las tecnologías renovables están experimentando un auge debido a la legislación favorable impulsada desde el estamento europeo y nacional. Entre ellas, la energía solar fotovoltaica es la que ha desarrollado mayor potencia instalada con respecto a años anteriores si se compara con otras fuentes renovables como la eólica o la solar térmica. En concreto, durante los últimos 2 años se han instalado un total de 5.301 MW (Red Eléctrica de España, 2020), sumando grandes infraestructuras para la generación y pequeñas instalaciones de autoconsumo, que, comparándolo con la potencia instalada acumulada hasta el año 2018, (4.712 MW), deja patente el renovado interés en esta fuente de energía. Dicho interés favorece la aparición de soluciones alternativas en este campo y están surgiendo con mayor frecuencia proyectos no convencionales como son el despliegue de instalaciones flotantes sobre el agua. El objetivo principal del presente Trabajo de Fin de Grado es el desarrollo de un anteproyecto de instalación fotovoltaica flotante de 1 MW destinada a la generación eléctrica sobre el embalse superior del complejo hidroeléctrico de bombeo de Cortes-La Muela. Este anteproyecto se realizará con el ánimo de definir las líneas generales técnicas a seguir para la realización de un proyecto de estas características, las ventajas o inconvenientes que puede suponer y la viabilidad técnico económica de una instalación de esta potencia en estas condiciones., [EN] Currently, renewable technologies are experiencing a boom due to favorable legislation promoted from both European and national level. Among them, photovoltaic solar energy is the one that has developed the highest installed power in contrast to previous years when compared to other renewable sources such as wind or solar thermal. Specifically, during the last 2 years a total of 5,301 MW have been installed (Red Eléctrica de España, 2020), adding large infrastructures for generation and small self-consumption facilities, which, when compared with the 4,712 MW accumulated installed power until 2018, shows the renewed interest in this energy source. This interest favors the emergence of alternative solutions in this field and unconventional projects such as the deployment of floating installations on water are emerging with greater frequency. The main objective of this Final Degree Project is the development of a preliminary project for a 1 MW floating photovoltaic installation for the generation of electricity on the upper reservoir of the Cortes-La Muela pumped-storage hydropower complex. This preliminary draft will be carried out with the aim of defining the general technical lines to be followed for the realization of a project of these characteristics, the advantages or disadvantages that it may entail and the technical-economic viability of an installation of this power under these conditions.

[ES] La utilización de la energía solar crece de forma imparable en los últimos 10 años y está destinada a ser una de las más relevantes fuentes de energía. El objetivo de este trabajo fin de grado es presentar la utilidad de energía solar mediante el diseño de un sistema solar fotovoltaico para el bloque de viviendas ubicado en Valencia. Para ello, se realizará un estudio sobre el funcionamiento de una instalación solar fotovoltaica y de todos los componentes que en ella intervienen. También, se observará los beneficios e inconvenientes que puede tener dicho proyecto. El diseño se enfoca en autoconsumo compartido (sistema comunitario de generación de energía), por consiguiente se necesitará examinar la instalación desde la posición legal que incluirá un análisis del correcto funcionamiento del sistema siguiendo todas las normativas aplicables a este tipo de instalaciones. Además, se hará un estudio comparativo de varios aspectos para descubrir las mejores opciones a nivel económico y medioambiental utilizando los datos actuales que presenta el mercado., [EN] The use of solar energy has gained a lot of momentum in recent years and is destined to be one of the most relevant sources of energy. The objective of this thesis is to present the utility of solar energy through the design of a photovoltaic solar system for a block of flats located in Valencia. To accomplish this, a study will be carried out on the functioning of a photovoltaic solar installation and all the components involved in it. Also, the benefits and drawbacks that such a project may have will be observed. The design focuses on shared self-consumption (community power generation system), therefore it will be necessary to examine the installation from the legal position that will include an analysis of the correct operation of the system following all the regulations applicable to this type of installations. In addition, a comparative study of various aspects will be made to discover the best options at an economic and environmental level using current data presented by the market.

[ES] La energía solar fotovoltaica representa la mitad en la expansión de energías renovables y se espera que las nuevas instalaciones fotovoltaicas experimenten un repunte para este 2021. En concreto la energía producida a partir de paneles solares instalados en estructuras flotantes (fotovoltaica flotante), como embalses o lagos, es una tecnología que se está desarrollando en varios países y que tiene un gran potencial para la producción de energía limpia. El objetivo principal del presente Trabajo de Fin de Grado es el diseño de una instalación fotovoltaica flotante de 1MW destinada a la generación eléctrica en el embalse del Amadorio, realizando un estudio que calcula los costes que va a producir dicha instalación, así como la compresión del funcionamiento de todos los elementos que en ella intervienen., [EN] Photovoltaic solar energy represents half of the renewable energy expansion and new photovoltaic installations are expected to rebound by 2021. In particular, the energy produced from solar panels installed on floating structures (floating photovoltaic), such as reservoirs or lakes, is a technology that is being developed in several countries and has great potential for the production of clean energy. The main objective of this Final Degree Project is the design of a 1MW floating photovoltaic installation for electricity generation in the Amadorio reservoir, carrying out a study that calculates the costs that this installation will produce, as well as the understanding of the operation of all the elements involved in it.

[ES] El mundo de las energías renovables apareció varios años atrás y a día de hoy ha seguido en constante evolución, al igual que seguirá hasta el punto de no depender en absoluto de cualquier otro tipo de energía fósil, mineral o gas. En este trabajo fin de grado nos centraremos en la energía fotovoltaica proveniente de la radiación solar, desarrollando así, el diseño de una planta solar fotovoltaica instalada en suelo y conectada a la red eléctrica de Media Tensión, en la localidad castellanomanchega de Chinchilla. En primera instancia, se analizará la legislación vigente en cuanto a proyectos de este tipo en la localidad mencionada, atendiendo a la normativa municipal, autonómica y finalmente estatal. Añadiendo a estos, una evaluación de impacto ambiental para que no incumpla nada de lo establecido por esta ley. Una vez seleccionada la parcela adecuadamente, se realizaría el diseño y cálculo de los elementos que forman parte de la instalación. Se atenderá a diferentes factores que hará más razonable la elección de unos sobre otros, en base a la productividad, la eficiencia y más criterios técnicos y económicos. Para la simulación de las condiciones de radiación consumo y rendimiento de los equipos se hará uso del software PVSYST y así analizar la viabilidad técnica y económica de una forma más certera. Se realizará el estudio de la conexión a red eléctrica a través de una línea de media tensión (LMT) además de tener que garantizar el derecho de paso y acceso para vigilancia, conservación y reparación de la línea eléctrica y cualquier otro tipo de servidumbre que debiésemos tener en cuenta. Para finalizar, prepararíamos un presupuesto del costo total de nuestra planta fotovoltaica, lo más cercana a la realidad con los datos otorgados por la empresa ¿Kolya desarrollos renovables¿ encargada de realizar proyectos de ejecución similares., [EN] The world of renewable energies appeared several years ago and today it has continued to evolve constantly, as it will continue to evolve to the point of not depending at all on any other type of fossil energy, mineral or gas. In this final degree project, we will focus on photovoltaic energy from solar radiation, thus developing the design of a solar photovoltaic plant installed on the ground and connected to the medium voltage electricity network in the town of Chinchilla, Castilla-La Mancha. In the first instance, the current legislation will be analysed regarding projects of this type in the mentioned town, considering the municipal, regional and finally state regulations. In addition to these, an environmental impact assessment will be carried out to ensure that the project does not breach any of the provisions of this law. Once the plot has been suitably selected, the design and calculation of the elements that form part of the installation will be carried out. Different factors will be considered for making a more reasonable option, based on productivity, efficiency, and other technical and economic criteria. The PVSYST software will be used to simulate the radiation conditions, consumption and performance of the equipment and thus analyse the technical and economic viability in a more accurate way. A study of the connection to the electricity grid via a medium voltage line will be carried out, as well as having to guarantee the right of way and access for surveillance, conservation and repair of the power line and any other type of easement that should be taken into account. Finally, we would prepare an estimate of the total cost of our photovoltaic plant, as close to reality as possible with the data provided by the company "Kolya desarrollos renovables" in charge of carrying out similar projects.

[ES] En el presente trabajo se estudia, diseña y dimensiona una instalación solar de 20 kW basada en placas solares híbridas. Está situada en la cubierta de un hotel de 5 estrellas en Santa Eulalia del Río, Ibiza. La instalación aportará parte de demanda térmica y eléctrica del edificio, con el propósito de reducir el consumo de diésel y de energía eléctrica de la red. En el presente documento se muestra todo el procedimiento que se ha llevado a cabo para el diseño de la solución propuesta. Se incluyen las especificaciones, cálculos, resultados, presupuesto y planos necesarios para la llevar a cabo la construcción de la instalación solar.

[ES] Los vehículos eléctricos están experimentando un auge en el mercado durante esta última década. Actualmente observamos una clara tendencia al desuso de los vehículos con motores diésel que se sustituyen por vehículos híbridos. De cara al futuro se prevé que la gran parte del parque móvil a nivel mundial sea de tracción eléctrica. Es por esta razón que el objetivo de este trabajo no es más que entender el diseño y funcionamiento de estos vehículos. Al mismo tiempo que arrojar un poco más de luz en el desarrollo de estos componentes El trabajo consistirá en el diseño y validación de una batería para un vehículo eléctrico que se está fabricando en la UPV. El vehículo forma parte de un proyecto denominado WattmobileUPV. El objetivo del proyecto es verificar la viabilidad de convertir coches de combustión a eléctricos. El TFG contiene una caracterización de celdas de iones de litio para escoger el modelo que mejor se adapte a los requisitos del vehículo. Un estudio del arte de los BMS con el cual escogeremos un modelo en el mercado que mejor se adecue a las necesidades del proyecto. Por último, el diseño y fabricación de un sistema de control de energía. Cuyas funciones son poder abrir y cerrar la conexión entre la batería de alto voltaje del vehículo con el resto del coche. Poder medir en todo momento la corriente que está circulando por la batería. Poder abrir el circuito en caso de fallo. Otra de sus funciones es la precarga del variador de frecuencia que incorporan los vehículos con tracción eléctrica.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado se basa en el diseño de una planta solar fotovoltaica de 1,2MWp de potencia, en el municipio de Losa del Obispo (Valencia). El objetivo principal de la misma es la venta de la energía generada a la red eléctrica. Se realizará una descripción tanto del mercado energético fotovoltaico, en auge en España actualmente, como de los aspectos teóricos básicos de la energía solar fotovoltaica. Después, se procederá al dimensionado de la planta y, por último, se mostrará un estudio de viabilidad económica del proyecto. Cabe destacar que se hará uso del software informático PVSyst como herramienta de diseño y de cálculo de la generación de energía., [ES] This Final Degree Project is based on the design of a solar photovoltaic plant of 1.2MWp of power, locate in the municipality of Losa del Obispo (Valencia). The main objective of the plant is the sale of the generated energy to the electric grid. A description of both the photovoltaic energy market, currently booming in Spain, and the basic theoretical aspects of photovoltaic solar energy will be included. Afterwards, the plant will be sized and, finally, an economic feasibility study of the project will be shown. It should be noted that the PVSyst software will be used as a tool for the design and calculation of the generated power.

[ES] Actualmente se está viviendo una revolución en la movilidad motivada principalmente por la crítica situación medioambiental, la cual está llevando al transporte a un terreno más sostenible como es el caso de la tecnología eléctrica. Dicha tecnología, aún teniendo ya en este momento cierta presencia, se encuentra todavía en completo desarrollo, en especial las baterías, que son las encargadas del almacenamiento y la gestión de la energía. Estas pueden ser la pieza clave para que este cambio suponga un claro avance respecto al actual motor de combustión interna. El presente TFG va a consistir en el estudio de las diferentes celdas y distintos tipos de sistemas de gestión de la batería (BMS) para diseñar la batería que se utilizará en un prototipo de moto eléctrica de competición y su posterior simulación. Como resultado de este trabajo se espera plasmar el estado de desarrollo de las distintas celdas electroquímicas que hay disponibles, así como las diferentes tecnologías de BMS que podemos encontrar en el mercado. A parte de ello, y tras hacer una propuesta de batería integral, también se realizará un análisis y valoración de su comportamiento tras simular su funcionamiento., [CA] Actualment, séstà vivint una revolució en la mobilitat motivada principalment per la crítica situació mediambiental, que està conduint al transport a un terreny més sostenible com és el cas de la tecnologia elèctrica. Aquesta tecnologia, tot i tenir ja en aquest moment certa presència, es troba en complet desenvolupament, especialment les bateries, que són les encarregades de l'emmagatzematge i la gestió de l'energia. Aquestes poden ser la clau perquè este canvi supose un clar avanç respecte a l¡'actual motor de combustió interna. El present TFG consistirà en l'estudi de les diferents cel·les i distints tipus de sistemes de gestió de la bateria (BMS) per a dissenyar la bateria que s'utilitzarà en un prototip de moto elèstrica de competició i la seua posterior simulació. Com a resultat d'aquest treball s'espera plasmar l'estar de desenvolupament de les diferents cel·les electroquímiques que hi ha disponibles, així com les diferents tecnologies de BMS que podem trobar al mercat. A banda, i després de fer una proposta de bateria integral, també es realitzarà una anàlisi i valoració del seu comportament tres simular el seu comportament., [EN] Nowadays the mobility is suffering a huge transformation mainly motivated by the critic environmental issue, which is leading transportation to a more sustainable field as in the case of electric technology. This kind of technology already has a certain presence at present. However, it is still in full development, specially the batteries, which are in charge of energy storage and management. These probably are the key to the electrical mobility success. This final degree project consists of the study of the different types of cells and battery management systems in order to design the battery which will use a prototype of a competition electric motorcycle. As a result of this project it is expected to capture the state of the art of the different electrochemical cells and BMSs. Apart from this, and after making a proposal for an integral battery, an analysis and evaluation of its behaviour will also be carried out after its simulation.

[ES] El presente proyecto expone el diseño de una instalación solar fotovoltaica para un pequeño local en Valencia, España. Contempla los estudios de optimización de inclinación y orientación, logrando cubrir el 77 % de la demanda de energía de consumo, a un rendimiento promedio de captación del 19 %, asimilando 16 % de pérdidas medidas. Se utiliza la integración matemática y el software Matlab para los cálculos de producción y eficiencia. Establece un ahorro promedio anual alrededor de 1 000 €, lo que garantiza un retorno de inversión a los 10 años. La instalación se compone de 19 paneles solares, alcanzando una potencia pico de 5,89 kW., [EN] This project presents the design of a photovoltaic solar installation for a small commercial local in Valencia, Spain. It contemplates the studies of optimization of inclination and orientation, managing to cover 77 % of the demand for consumption energy, at an average yield of uptake of 19 %, assimilating 16 % of measured losses. Mathematical integration and Matlab software are used for production and efficiency calculations. It establishes an average annual saving of around € 1,000, which guarantees a return on investment after 10 years. The installation consists of 19 solar panels, reaching a peak power of 5.89 kW.

[ES] Los hábitos de consumo energético tienden a cambiar constantemente y, en consecuencia, el sistema eléctrico actual debe evolucionar en consonancia para adaptarse y hacer frente a estos cambios. Este TFM tiene como objetivo el diseño y la implementación de un sistema electrónico de supervisión y gestión de la energía consumida por instalaciones eléctricas que integran el uso de generación distribuida, elementos de almacenamiento de energía y la programación de horarios para el consumo de las cargas, todo ello orientado a reducir de manera significativa la dependencia del consumo en los momentos críticos de la red denominados punta . Comúnmente estos sistemas se conocen como Gestores de Energía o EMS (Energy Management Systems). El equipo construido permitirá monitorizar y controlar los flujos de energía en instalaciones domésticas e industriales en un rango muy amplio de potencia. La implementación física del equipo se realizará sobre dispositivos Beagle Bone y la comunicación con los nodos a supervisar se realizará mediante Ethernet. Este TFM se subdivide en dos partes, la primera que consistirá en el desarrollo de una herramienta que determina las consignas de gestión del sistema de acuerdo con unos ciertos criterios de optimización. Y una segunda parte, en la que se desarrollará el equipo electrónico y las comunicaciones que permitan la monitorización y el almacenamiento de los datos en tiempo real sobre los consumos, la generación fotovoltaica y el estado de las baterías, para que, a su vez mediante un algoritmo, se generen las consignas de control para cada uno de estos elementos y el sistema pueda funcionar de manera autónoma y eficiente. Todo ello será controlado por una unidad de control que dispondrá de un interfaz gráfico donde el usuario podrá interactuar de manera activa y visualizar los posibles cambios ante diferentes acontecimientos.

[ES] En el siguiente proyecto se diseña una instalación fotovoltaica de conexión a la red, flotante y ubicada en el Embalse de Alarcón en Cuenca. La energía generada por los paneles solares se inyecta a una línea de 20kV cuyo apoyo se encuentra próximo a la ubicación de la planta. Se analizan los aspectos medioambientales, económicos y técnicos, relativos a este tipo de instalaciones, haciendo especial hincapié en las particularidades de una instalación flotante respecto a las instalaciones fotovoltaicas convencionales. El dimensionado y elección de equipos se realiza para poder obtener la mayor potencia posible, teniendo en cuenta las limitaciones encontradas: capacidad de potencia inyectada a red de 1MWp y el área para instalar los módulos fotovoltaicos será de alrededor de 4.500 m². Mediante un estudio solar previo de la zona (METEONORM, SOLARGIS, PVGIS SARAH y PVGIS) y la configuración adecuada, es posible conocer la energía anual producida por el parque solar fotovoltaico, sus horas de funcionamiento y pérdidas a lo largo del sistema a partir de PVsyst. Sabiendo los dispositivos más relevantes de la instalación (paneles, inversores y flotadores), se deben seleccionan también todos los elementos de protección y canalización adecuados para cumplir los criterios de caída de tensión, intensidad y de cortocircuito. Cada uno de los tramos que conectan la aparamenta seguirán la normativa vigente estipulada para conductores de baja y media tensión. La visualización del presente proyecto se lleva a cabo a partir del Layout en CAD, representando la disposición de paneles, posición de inversores, cableado de BT, cableado de MT, centro de protección y medida, casetas de control y repuestos, trafo elevador y el apoyo de la línea de evacuación. A lo largo de la descripción detallada de la planta fotovoltaica flotante de Alarcón se pretende desarrollar con claridad una comparativa respecto a una planta fotovoltaica tradicional, de modo que queden reflejadas las ventajas y des, [CA] En el següent projecte es dissenya una instal·lació fotovoltaica de connexió a la xarxa, flotant i situada en el Embassament d'Alarcón a Conca. L'energia generada pels panells solars s'injecta a una línia de 20kV, el suport es troba pròxim a la ubicació de la planta. S'analitzen els aspectes mediambientals, econòmics i tècnics, relatius a aquest tipus d'instal·lacions, fent especial èmfasi en les particularitats d'una instal·lació flotant respecte a les instal·lacions fotovoltaiques convencionals. El dimensionat i elecció d'equips es realitza per poder obtenir la major potència possible, tenint en compte les limitacions trobades: capacitat de potència injectada a xarxa de 1MWp i l'àrea per instal·lar els mòduls fotovoltaics serà de prop de 4.500 m². Mitjançant d’un estudi solar previ de la zona (METEONORM, SOLARGIS, PVGIS SARAH i PVGIS) i la configuració adequada, és possible conèixer l'energia anual produïda pel parc solar fotovoltaic, les seves hores de funcionament i pèrdues al llarg del sistema a partir de PVsyst. Sabent els dispositius més rellevants de la instal·lació (panells, inversors i flotadors), s'han de seleccionen també tots els elements de protecció i canalització adequats per a complir els criteris de caiguda de tensió, intensitat i de curtcircuit. Cadascun dels trams que connecten l'aparellatge seguiran la normativa vigent estipulada per a conductors de baixa i mitja tensió. La visualització deel present projecte es du a terme a partir del Layout en CAD, representant la disposició de panells, posició d'inversors, cablejat de BT, cablejat de MT, centre de protecció i mesura, casetes de control i recanvis, transform elevador i el suport de la línia d'evacuació. Al llarg de la descripció detallada de la planta fotovoltaica flotant d'Alarcón es pretén desenvolupar amb claredat una comparativa respecte a una planta fotovoltaica tradicional, de manera que quedin reflectides els avantatges i desavantatges que ofereixen cadascuna d'aquestes opcions., [EN] In the following project, a floating grid-connected photovoltaic installation is designed and located in the Alarcón Reservoir in Cuenca. The energy generated by the solar panels is injected into a 20kV line whose support is close to the location of the plant. The environmental, economic and technical aspects related to this type of installation are analyzed, with special emphasis on the particularities of a floating installation compared to conventional photovoltaic installations. The sizing and choice of equipment is made in order to obtain the highest possible power, taking into account the limitations found: 1MWp injected power capacity and the area to install the photovoltaic modules will be around 4,500 m². Through a previous solar study of the area (METEONORM, SOLARGIS, PVGIS SARAH and PVGIS) and the appropriate configuration, it is possible to know the annual energy produced by the photovoltaic solar park, its operating hours and losses throughout the system from PVsyst. Knowing the most relevant devices of the installation (panels, inverters and floats), all the appropriate protection and wiring elements must also be selected to meet the guideline for voltage drop, current and short circuit. Every sections that connect the switchgear will follow the current regulations stipulated for low and medium voltage conductors. The visualization of this project is carried out from the CAD Layout, representing the panel layout, inverter position, LV wiring, MV wiring, protection and measurement center, control and spare constructions, elevator transformer and the support of the evacuation line. Throughout the detailed description of the Alarcón floating photovoltaic plant, it is intended to clearly develop a comparison with respect to a traditional photovoltaic plant, so that the advantages and disadvantages offered by each of these options are reflected.

[EN] Central inverters are usually employed in large photovoltaic farms because they offer a good compromise between costs and efficiency. However, inverters based on a single power stage have poor efficiency in the low power range, when the irradiation conditions are low. For that reason, an extended solution has been the parallel connection of several inverter modules that manage a fraction of the full power. Besides other benefits, this power architecture can improve the efficiency of the whole system by connecting or disconnecting the modules depending on the amount of managed power. In this work, a control technique is proposed that maximizes the global efficiency of this kind of systems. The developed algorithm uses a functional model of the inverters¿ efficiency to decide the number of modules on stream. This model takes into account both the power that is instantaneously processed and the maximum power point tracking (MPPT) voltage that is applied to the photovoltaic field. A comparative study of several models of efficiency for photovoltaic inverters is carried out, showing that bidimensional models are the best choice for this kind of systems. The proposed algorithm has been evaluated by considering the real characteristics of commercial inverters, showing that a significant improvement of the global efficiency is obtained at the low power range in the case of sunny days. Moreover, the proposed technique dramatically improves the global efficiency in cloudy days.

[ES] Las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo permiten reducir la factura de la luz, complementando la energía absorbida de la red con la generación obtenida de paneles fotovoltaicos. Este TFM tiene como objetivo el diseño y la implementación de un sistema que permita programar el consumo energético de acuerdo a una estimación de generación fotovoltaica basada en predicciones meteorológicas. El sistema obtiene la predicción meteorológica mediante la API REST (Application Programming Interface. REpresentational State Transfer) de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET OpenData). El sistema monitorizará y almacenará los datos relacionados con el consumo para establecer, mediante un algoritmo de optimización, la programación del consumo que maximice el aprovechamiento de la generación fotovoltaica y minimice la factura de la luz. El gestor energético constará de un nodo principal y nodos de lectura y registro de datos. El nodo principal dispondrá de conexión a internet y conexión a los nodos de lectura y registro. Este nodo ejecutará los algoritmos necesarios para obtener la estimación de la producción fotovoltaica y la programación del consumo.

[ES] En este Trabajo Fin de Máster se ha llevado a cabo el diseño y construcción de un inversor trifásico de 3 kW basado en módulos inteligentes de potencia para alimentar motores utilizados en electrodomésticos. El diseño teórico se ha basado en la utilización del software especializado en circuitos electrónicos PSIM. A través de simulaciones de diferentes circuitos se han logrado dimensionar de manera óptima todas las etapas que componen este equipo: circuito de precarga, circuito Chopper de frenado, rectificador, bus de DC-Link con filtro de tipo LC, inversor, medición de tensión del bus DC y sensado de corriente de salida AC, adaptación de señales de velocidad de giro leídas a través de un encoder e interface y comunicación con una placa de evaluación de un microcontrolador. El prototipo se ha diseñado con los programas Orcad Capture (esquemáticos) y Orcad PCB Editor (PCB). Este diseño se ha finalizado con la fabricación y montaje de todos los elementos que componen el prototipo., [CA] En aquest Treball Final de Màster s’ha portat a fi el disseny i construcció d’un inversor trifàsic de 3 kW basat en mòduls intel·ligents de potència per alimentar motors utilitzats en electrodomèstics. El disseny teòric es troba basat en la utilització del software especialitzat en circuits electrònics PSIM. Mitjançant simulacions de diferents circuits s’ han aconseguit dimensionar de manera òptima totes les etapes que composen aquest equip: circuit de precàrrega, circuit Chopper de frenada, rectificador, bus de DC-Link amb filtre de tipus LC, inversor, mesurament de la tensió de bus DC i sensat de la corrent d’eixida AC, adaptació de senyals de velocitat de gir llegides amb un encoder i interface i comunicació amb una placa d’avaluació d’un microcontrolador. El prototip s’ha dissenyat amb els programes Orcad Capture (esquemàtics) i Orcad PCB Editor (PCB). Aquest disseny ha finalitzat amb la fabricació i muntatge de tots els elements que composen el prototip., [EN] In this Master Thesis it has been carried out the design and construction of a 3-phase inverter of 3 kW based on intelligent power modules to feed electric motor drives in home appliances. The theoretical design has been completed with the software PSIM, specialized in electronic circuits. Through the simulation of different circuits all the stages that integrate this device have been sized: preload circuit, Chopper braking system, rectifier, DC-Link bus with LC filter, inverter, measurement of the DC bus voltage and of the output AC current, adaptation of the incoming signals from an encoder and interface and communication with the evaluation board of a microcontroller. The prototype has been designed with the software Orcad Capture (schemes) and Orcad PCB Editor (PCB). This design has finished with the manufacturing and mounting of all the elements that integrate the prototype.

[EN] In order to reduce the cost of PV facilities, the market requires low cost and highly reliable PV inverters, which must comply with several regulations. Some research has focused on decreasing the distortion of the current injected into the grid, reducing the size of the DC-link capacitors and removing sensors, while keeping a good performance of the maximum power point tracking (MPPT) algorithms. Although those objectives are different, all of them are linked to the inverter DC-link voltage control loop. Both the reduction of the DC-link capacitance and the use of sensorless MPPTalgorithms require a voltage control loop faster than that of conventional implementations in order to perform properly, but the distortion of the current injected into the grid might rise as a result. This research studies a complete solution for two-stage grid-connected PV inverters, based on the features of second-order generalized integrators. The experimental tests show that the proposed implementation has a performance similar to that of the conventional control of two-stage PV inverters but at a much lower cost.

[ES] El objetivo principal de este trabajo es el diseño y posterior implementación de un circuito electrónico de bajo coste que sea capaz de entregar una tensión variable, a partir de otra fija y de valor superior, con una potencia de 300W. La tensión de entrada será de 48V, la cual se puede obtener, entre otras formas, a partir de 4 baterías de 12 voltios en serie. Primero se realiza el cálculo de los condensadores de salida y del inductor de potencia. A continuación se diseña el sistema de control mediante Matlab. Una vez el control responde correctamente se continúa con el diseño del resto de componentes de potencia: transistor, diodo, redes de ayuda a la conmutación, driver de disparo y disipadores. Para comprobar el correcto funcionamiento, tanto eléctrico como térmico, se realizan diversas simulaciones en el software PSIM. Una vez conseguido todo esto, se continúa con el diseño de la parte de señal: reloj del sistema, implementación del control, sensor de tensión y sensor de corriente y circuitos de generación de todas las tensiones auxiliares necesarias. Concluido el diseño del convertidor se diseña la placa de circuito impreso y se envía para su fabricación. Por último, una vez ensamblado el convertidor, se realizan diversos ensayos en el laboratorio, comprobando así su correcto funcionamiento y que se satisfacen todas las especificaciones de diseño., [EN] The main objective of this work is the design and subsequent implementation of a low cost electronic circuit that is capable of delivering a variable voltage, starting from a fixed and higher value, with a power of 300W. The input voltage will be 48V, which can be obtained, among other forms, from 4 batteries of 12 volts in series. First the output capacitors and the power inductor are calculated. Next, the control system is designed using Matlab. Once the control responds correctly, the design of the remaining power components continues: transistor, diode, switching aid networks, gate driver and heat sinks. To verify the correct operation, both electric and thermal, several simulations are carried out in the PSIM software. Once all this has been achieved, the design of the signal circuity continues: system clock, control implementation, voltage sensor and current sensor and generation circuits of all the necessary auxiliary voltages. Once the design of the converter is completed, the printed circuit board is designed and sent for its manufacture. Finally, once the converter has been assembled, several tests are carried out in the laboratory, thus verifying its proper operation and that all design specifications have been met., [CA] L'objectiu principal d'aquest treball és el disseny i posterior implementació d'un circuit electrònic de baix cost que sigui capaç de generar una tensió variable, a partir d'una altra fixa i de valor superior, amb una potència de 300W. La tensió d'entrada serà de 48V, la qual es pot obtenir, entre altres formes, a partir de 4 bateries de 12 volts en sèrie. Primer es realitza el càlcul dels condensadors de sortida i de l'inductor de potència. A continuació es dissenya el sistema de control mitjançant Matlab. Un cop el control respon correctament es continua amb el disseny de la resta de components de potència: transistor, díode, xarxes d'ajuda a la commutació, controlador de la porta i dissipadors. Per a comprovar el correcte funcionament, tant elèctric com tèrmic, es realitzen diverses simulacions en el programa PSIM. Un cop aconseguit tot això, es continua amb el disseny de la part de senyal: rellotge del sistema, implementació del control, sensor de tensió i sensor de corrent i circuits de generació de totes les tensions auxiliars necessàries. Conclòs el disseny del convertidor es dissenya la placa de circuit imprès i s'envia per a la seva fabricació. Finalment, un cop muntat el convertidor, es realitzen diversos proves al laboratori, comprovant així el seu correcte funcionament i que es satisfan totes les especificacions de disseny.

[EN] Microgrids are moving toward electric power systems in a sort of an internet of energy (IoE) where a large number of generators can be connected anywhere. In this regard, to realize the envisioned IoE, information and communication technologies (ICT) are crucial for developing innovative applications and services as well as achieving high levels of efficiency in microgrids. However, due to the variety of ICT, there is not a de facto standard solution to implement IoE platforms. Moreover, standards for the current Internet of Things (IoT) platforms are not optimal for developing IoE platforms, which present more demanding challenges. In such context, this paper presents an embedded IoE platform for management of smart microgrids. The performance of this platform has been tested in an experimental microgrid. Results show that the proposed platform fulfills the microgrids requirements and it is able to manage the energy flows, the safety issues, etc. in microgrids.

[EN] This study is focused on two areas: the design of a Battery Energy Storage System(BESS) for a grid-connected DC Microgrid and the power management of that microgrid. The power management is performed by a Microgrid Central Controller (MGCC). A Microgrid operator provides daily information to the MGCC about the photovoltaic generation profile, the load demand profile, and the real-time prices of the electricity in order to plan the power interchange between the BESS and the main grid, establishing the desired state of charge (SOC) of the batteries at any time. The main goals of the power management strategy under study are to minimize the cost of the electricity that is imported from the grid and to maximize battery life by means of an adequate charging procedure, which sets the charging rate as a function of the MG state. Experimental and simulation results in many realistic scenarios demonstrate that the proposed methodology achieves a proper power management of the DC microgrid.

[EN] In this paper, a centralized control strategy for the efficient power management of power converters composing a hybrid AC/DC microgrid is explained. The study is focused on the converters connected to the DC bus. The proposed power management algorithm is implemented in a microgrid central processor which is based on assigning several operation functions to each of the generators, loads and energy storage systems in the microgrid. The power flows between the DC and AC buses are studied in several operational scenarios to verify the proposed control. Experimental and simulation results demonstrate that the algorithm allows control of the power dispatch inside the microgrid properly by performing the following tasks: communication among power converters, the grid operator and loads; connection and disconnection of loads; control of the power exchange between the distributed generators and the energy storage system and, finally, supervision of the power dispatch limit set by the grid operator.

[EN] The concept of microgrid has emerged as a feasible answer to cope with the increasing number of distributed renewable energy sources which are being introduced into the electrical grid. The microgrid communication network should guarantee a complete and bidirectional connectivity among the microgrid resources, a high reliability and a feasible interoperability. This is in a contrast to the current electrical grid structure which is characterized by the lack of connectivity, being a centralized-unidirectional system. In this paper a review of the microgrids information and communication technologies (ICT) is shown. In addition, a guideline for the transition from the current communication systems to the future generation of microgrid communications is provided. This paper contains a systematic review of the most suitable communication network topologies, technologies and protocols for smart microgrids. It is concluded that a new generation of peer-to-peer communication systems is required towards a dynamic smart microgrid. Potential future research about communications of the next microgrid generation is also identified.

[EN] In this paper a centralized control strategy for the efficient power management of the power converters conforming a hybrid distributed generation microgrid is explained. The microgrid is based on a DC and an AC bus. The study is focused on the converters connected to the DC bus. The proposed power management algorithm is implemented in a microgrid central processor. This algorithm is based on assigning several operation functions to each of the generators, loads and energy storage systems in the microgrid. A communication system is used to assign the operation functions to each of the microgrid elements. The power flows between the DC and AC buses are studied in several operation scenarios, in which the proposed control can be verified. Experimental and simulation results demonstrate that the algorithm allows to control the power dispatch inside the microgrid properly, by performing the following tasks: (1) the communications among power converters, the grid operator and intelligent loads, (2) the connection and disconnection of loads, (3) the control of the power exchange between the distributed generators and the energy storage system, (4) the compliance of the power dispatch limit set by the grid operator, (5) the synchronization with the grid and (6) the control of the voltage at the DC bus.

© 2018 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permissíon from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertisíng or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works., [EN] Microgrids are moving towards large-scale smart distributed networks which demand an efficient and reliable communication infrastructure to manage, control and monitor energy resources. With regard to this, publisher/subscriber eventbased middleware has become relevant for large-scale distributed time applications because it allows decouple time and space between senders and receivers. Particularly the content publish/subscribe systems over structured peer-to-peer (P2P) networks has emerged to enhance scalability and dynamism of notification middleware systems. However, this type of systems use multicast routing schemes that still generate much network traffic and as a consequence an overload of the communication channel is produced. This results in inefficient network utilization and rapid depletion of network resources leading to unreliable operations, degradation of system performance and even instability of the microgrid. In this paper, a new content-based publish/subscribe notification middleware over structured P2P systems is proposed, such that smart microgrid communication requirements are met. This proposed system organizes the publications and subscriptions in a one dimensional representation using the Hilbert space filling curve. Through this representation, an innovative routing and matching algorithms are developed. Experimental results demonstrate that the proposed publisher/subscribe system significantly enhance efficiency of the system, network performance and the use of computational resources.

The work EOG is the creation of a man-machine interface (HMI) for the power stage of a 3kW photovoltaic emulator. The aim is to control, monitor and configure the photovoltaic emulator via a touch screen. The core of the HMI is an ARM microcontroller programmed to control the touch screen and communicate with the power stage using an RS-485 bus. It must be designed necessary to connect the HMI and photovoltaic power stage hardware emulator., El trabajo de fin de grado consiste en la creación de una interfaz hombre-máquina (HMI) para la etapa de potencia de un emulador fotovoltaico de 3kW. El objetivo es controlar, monitorizar y configurar el emulador fotovoltaico mediante una pantalla táctil. El núcleo del HMI será un microcontrolador ARM programado para controlar la pantalla táctil y comunicarse con la etapa de potencia empleando un bus RS-485. Se debe diseñar el hardware necesario para conectar el HMI y la etapa de potencia del emulador fotovoltaico.

[EN] Peer-to-Peer (P2P) overlay communications networks have emerged as a new paradigm for implementing distributed services in microgrids due to their potential benefits: they are robust, scalable, fault-tolerant, and they can route messages even with a large number of nodes which are frequently entering or leaving from the network. However, current P2P systems have been mainly developed for file sharing or cycle sharing applications where the processes of searching and managing resources are not optimized. Locality algorithms have gained a lot of attention due to their potential to provide an optimized path to groups with similar interests for routing messages in order to get better network performance. This paper develops a fully functional decentralized communication architecture with a new P2P locality algorithm and a specific protocol for monitoring and control of microgrids. Experimental results show that the proposed locality algorithm reduces the number of lookup messages and the lookup delay time. Moreover, the proposed communication architecture heavily depends of the lookup used algorithm as well as the placement of the communication layers within the architecture. Experimental results will show that the proposed techniques meet the network requirements of smart microgrids even with a large number of nodes on stream.

[EN] This paper presents a control structure for transformerless photovoltaic inverters connected in parallel to manage photovoltaic fields in the MW range. Large photovoltaic farms are usually divided into several photovoltaic fields, each one of them managed by a centralized high power inverter. The current tendency to build up centralized inverters in the MW range is the use of several transformerless inverters connected in parallel, a topology that provokes the appearance of significant zero-sequence circulating currents among inverters. To eliminate this inconvenience, this paper proposes a control structure that avoids the appearance of circulating currents by controlling the zero-sequence component of the inverters. A second contribution of the paper is the development of a model of n parallel-connected inverters. To validate the concept, the proposed control structure has been applied to a photovoltaic field of 2 MW managed by four 500 kW photovoltaic inverters connected in parallel.

[EN] The results concerning the integration of a set of power management strategies and serial communications for the efficient coordination of the power converters composing an experimental DC microgrid is presented. The DC microgrid operates in grid connected mode by means of an interlinking converter. The overall control is carried out by means of a centralized microgrid controller implemented on a Texas Instruments TMS320F28335 DSP. The main objectives of the applied control strategies are to ensure the extract/inject power limits established by the grid operator as well as the renewable generation limits if it is required; to devise a realistic charging procedure of the energy storage batteries as a function of the microgrid status; to manage sudden changes of the available power from the photovoltaic energy sources, of the load power demand and of the power references established by the central controller; and to implement a load shedding functionality. The experimental results demonstrate that the proposed power management methodology allows the control of the power dispatch inside the DC microgrid properly.

"(c) 2017 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other users, including reprinting/ republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted components of this work in other works.", A microgrid can operate in island mode, isolated from the main grid during certain time intervals. When operated in island mode, the electronic converters of the microgrid must keep the voltage and frequency of the microgrid inside the desired range. The converters of a microgrid can be classified into three groups: 1) grid-feeding; 2) grid-supporting; and 3) grid-forming power converters. The grid-forming converters operate as a voltage source, and require an external synchronization signal provided by the microgrid central controller. Both the noise and the delay in the synchronization signals received by the grid-forming converters are critical issues, which deteriorate the quality of the microgrid voltage and may overload those converters. The synchronization signals must be robust and suitable for operating in noisy environments. In this paper, the synchronization signal is frequency-modulated to be transmitted, being robust against noise. The transmission is done through an industrial RS-485 line with a low delay. The demodulation is performed with a low computational load by the control processors of the grid-forming power converters.