Ingeniería eléctrica — Guía de aprendizaje
Ingeniería eléctrica — Una ruta estructurada de robótica, control, agricultura en entornos controlados, energía y electrónica de potencia.
Una ruta estructurada de robótica, control, agricultura en entornos controlados, energía y electrónica de potencia.
- Guía de aprendizaje · 2 min de lectura
Desde la generación hasta la toma de corriente: un mapa de lectura de la ingeniería eléctrica.
Conectar generación, redes, conversión y almacenamiento a través de energía, energía, transmission losses and balancing.
- Fundamentals · 12 min de lectura
Sistemas de energía 101: Generación, transmisión y almacenamiento como un solo sistema.
Si solo se comparan los métodos de generación, la energía hidroeléctrica, térmica, nuclear, solar y eólica no se parecen en nada. Este artículo analiza la frecuencia, el equilibrio entre la oferta y la demanda, las subestaciones, las pérdidas de transmisión, las baterías y los relés de protección como un único sistema eléctrico, explicando las ecuaciones que determinan la producción y la estabilidad, los equipos en funcionamiento actualmente y hacia dónde se dirige la investigación en energías renovables.
- Fundamentals · 11 min de lectura
Introducción a la energía térmica: Conversión del calor residual del combustible en electricidad mediante ciclos de vapor, gas y combinados.
La energía térmica no se limita a la quema de combustible. Este artículo analiza la caldera, la turbina de vapor, la turbina de gas, la recuperación de calor, el generador y el tratamiento de gases de combustión como un único sistema termodinámico y de operación de la red, organizando la eficiencia, las emisiones, el tiempo de arranque, la combustión conjunta de hidrógeno/amoniaco y la captura y almacenamiento de carbono (CCS) mediante ecuaciones y diagramas.
- Fundamentals · 24 min de lectura
Introducción a la energía hidroeléctrica: Cómo convertir la altura y el caudal en energía y almacenamiento ajustables.
La energía hidroeléctrica convierte el flujo y la caída del agua en electricidad mediante una turbina y un generador. Este documento analiza la ecuación de producción, la selección de turbinas, las presas, las centrales hidroeléctricas de pasada y las centrales de bombeo, los reguladores y la regulación de la red, el paso de peces y el medio ambiente, así como los gemelos digitales y el bombeo de velocidad variable, abarcando tanto los equipos como las operaciones.
- Fundamentals · 9 min de lectura
Introducción a la energía nuclear: del calor de fisión al vapor, sistemas de seguridad y operación de la red eléctrica.
La energía nuclear es una gigantesca máquina térmica que transfiere el calor de la fisión a una turbina de vapor. Este documento organiza la reacción en cadena, los sistemas primario y secundario de un reactor de agua ligera, la reactividad y la refrigeración, los sistemas de seguridad, el ciclo del combustible, los reactores modulares pequeños (SMR) y la investigación de vanguardia, con ecuaciones y diagramas que abarcan la eficiencia, el riesgo y el funcionamiento de la red eléctrica.
- Fundamentals · 7 min de lectura
Introducción a la energía solar: cómo convertir la luz en corriente continua y conectarla a la red eléctrica y a las baterías.
La energía solar es un sistema que convierte la luz en electricidad de corriente continua (CC) en la unión pn de una célula fotovoltaica, para luego suministrarla a las cargas o a la red eléctrica mediante un sistema MPPT, un inversor y un transformador. Este documento organiza las características I-V, los efectos de la temperatura, el sombreado y la irradiancia, la interconexión a la red, las baterías, los equipos actuales y la investigación de vanguardia en perovskitas, con ecuaciones y diagramas.
- Fundamentals · 7 min de lectura
Introducción a la energía eólica: Cómo convertir el impulso del viento en rotación, electricidad y control de la red eléctrica.
En la energía eólica, las palas capturan el impulso del viento, giran y un generador con inversor convierte ese giro en electricidad. Este artículo aborda el límite de Betz, el control de cabeceo/guiñada, los sistemas de velocidad fija frente a los de velocidad variable, la energía eólica marina, la predicción, la interconexión a la red, el ruido y las colisiones con aves, así como la investigación actual sobre turbinas flotantes, con ecuaciones y diagramas.
- Fundamentals · 13 min de lectura
Introducción a la energía geotérmica: cómo convertir el calor subterráneo en electricidad con sistemas de descarga instantánea y binarios.
La energía geotérmica es una fuente de energía estable que se encuentra justo debajo de los volcanes de Japón. Sin embargo, a pesar de que el país ocupa el tercer lugar mundial en potencial de recursos, la capacidad instalada solo aprovecha una fracción de este. Este artículo describe la diferencia entre los sistemas de almacenamiento instantáneo y binario, los riesgos de la evaluación de recursos y la perforación, la compleja normativa que rodea a las aguas termales y los parques nacionales, y las tecnologías de última generación como los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) y la energía geotérmica supercrítica.
- Fundamentals · 12 min de lectura
Introducción a las subestaciones y líneas de transmisión: Lectura de alta tensión, relés de protección y HVDC a través del comportamiento de la red.
¿Por qué se eleva la tensión eléctrica de una central eléctrica a cientos de kV y luego se reduce gradualmente en las subestaciones? Este artículo describe las funciones de los transformadores, los interruptores automáticos, las barras colectoras, los relés de protección y las líneas de transmisión, así como las ecuaciones que rigen las pérdidas, el ángulo de potencia y la coordinación del aislamiento, junto con los equipos actuales, las subestaciones digitales y la investigación en HVDC, como si se tratara de un sistema único.
- Fundamentals · 9 min de lectura
Introducción a las baterías de potencia: desde la química de las celdas hasta el almacenamiento a escala de red y el sistema de gestión de baterías (BMS).
Una batería no es una "central eléctrica que almacena electricidad", sino un equipo que gestiona la oferta y la demanda a lo largo del tiempo. Este artículo analiza el voltaje, la capacidad y la tasa C de las celdas, el estado de carga (SOC/SOH), el sobrecalentamiento, el diseño de seguridad, el almacenamiento a escala de red y la tecnología V2G, así como investigaciones de vanguardia como las baterías de estado sólido, con explicaciones matemáticas y gráficas.
- Fundamentals · 11 min de lectura
Introducción a la energía hidroeléctrica de bombeo y al almacenamiento de hidrógeno: cómo elegir entre el almacenamiento que abarca horas y el almacenamiento que abarca temporadas.
Las baterías de iones de litio son eficaces para equilibrar la oferta y la demanda en periodos de minutos a pocas horas, pero para cubrir periodos de tiempo más prolongados se necesita una tecnología diferente. Este artículo analiza la eficiencia de ciclo completo y el funcionamiento a velocidad variable de la energía hidroeléctrica de bombeo, la electrólisis, el almacenamiento y la reconversión del hidrógeno verde, proyectos reales y una tabla comparativa de eficiencia para exponer los principios de diseño que sustentan el almacenamiento de gran capacidad y larga duración.
- Fundamentals · 13 min de lectura
Introducción a la inercia de la red eléctrica y la regulación de frecuencia: ¿Quién protege la frecuencia cuando desaparece la masa giratoria?
La energía cinética almacenada en la masa giratoria de un generador síncrono actúa como amortiguador, suavizando las fluctuaciones repentinas de la oferta y la demanda en cuestión de segundos. A medida que aumentan las fuentes conectadas a inversores (solar, eólica, baterías) y disminuye dicho amortiguador, ¿cómo puede desestabilizarse la red eléctrica? Este artículo analiza la ecuación de las fluctuaciones, la regulación de la energía primaria y terciaria, la inercia sintética y los apagones reales a gran escala.
- Hands-on · 3 min de lectura
Simulación de la frecuencia de la red: desequilibrio, inercia y respuesta primaria.
Utilice un modelo simple de una sola área para separar la inercia de la respuesta de frecuencia primaria. after a supply deficit.
- Fundamentals · 13 min de lectura
Introducción a las redes inteligentes: redes de distribución que admiten el flujo de energía bidireccional con una capa de información.
A medida que proliferan los paneles solares y las baterías en los hogares y las líneas de distribución, la electricidad deja de fluir en una sola dirección, desde la central eléctrica hasta el consumidor. Este artículo describe los contadores inteligentes (AMI), los protocolos de comunicación, la gestión de la demanda y la automatización de la distribución con capacidad de autorreparación, y los relaciona con el funcionamiento de las subestaciones y las redes de transmisión.
- Fundamentals · 11 min de lectura
Introducción a las centrales eléctricas virtuales (VPP): Agrupación de recursos distribuidos y su venta como una central eléctrica.
Paneles solares en tejados, baterías domésticas, vehículos eléctricos, gestión de la demanda en fábricas: este artículo describe mediante diagramas cómo una central eléctrica virtual (VPP) agrupa recursos distribuidos dispersos en una plataforma informática y los ofrece al mercado como si fueran una única central eléctrica, junto con el sistema de agregación de Japón, el mercado de equilibrio y casos de demostración reales.