La revolución tecnológica iniciada a mediados del siglo pasado con la invención del transistor, a puesto en nuestras manos un sinnúmero de dispositivos electrónicos que están transformando la sociedad moderna. El teléfono inteligente posiblemente es el más notorio de ellos. Todo indica que en el futuro cercano se incrementaría la cantidad de elementos de uso masivo que harán uso de comunicaciones inalámbricas y en los que la antena será uno de sus componentes fundamentales. Los consumidores presionan para que estos dispositivos sean cada vez más pequeños, tengan menor consumo de energía y puedan transmitir mayores tasas de información, requerimientos que en última instancia se trasladan a sus antenas. En contraposición, sus prestaciones dependen en gran medida de su tamaño en relación a la longitud de onda, y por lo tanto reducir sus dimensiones implica deteriorar su ganancia, e ciencia o ancho de banda. Hay en ellas, como siempre sucede en la ingeniería, un balance entre lo que la aplicación requiere y lo que la física permite. Esta tesis trata sobre estas antenas, denominadas eléctricamente pequeñas y se enfoca en dos aplicaciones: las comunicaciones satelitales y los sistemas UHF RFID; proponiendo soluciones novedosas para mejorar sus prestaciones como así también facilitar su diseño. Se presentarán dos antenas cuyo rasgo distintivo es que irradian ondas con polarización circular y están diseñadas a partir de elementos sencillos, los dipolos acortados. Una de ellas, destinada a un satélite pequeño, aprovecha la propia estructura metálica del satélite para mejorar las prestaciones de los dipolos cruzados. La otra, destinada a un tag de UHF RFID, se distingue por incorporar una red de adaptación de impedancias simple y que permite la fabricación de la antena con costos bajos, requerimiento fundamental de los sistemas de identifi cación automática. Diseñar una antena con estas características requiere conocer a priori la impedancia del chip, para lo cual se ideó un procedimiento que, a diferencia de los métodos convencionales, permite caracterizarla completamente. En tanto que para la antena se desarrolló una técnica de medición basada en un balun de bajo costo construido en placas de circuito impreso. / The technological revolution that began in the middle of the last century with the invention of the transistor put in our hands countless electronic devices that are transforming modern society. The smartphone is possibly the most notorious of them. Everything points to the fact that shortly the number of mass-use items that will make use of wireless communications, and where the antenna will be one of its fundamental components will increase. Consumers are pushing for these devices to become smaller, have lower power consumption, and can transmit higher rates of information, requirements that ultimately transfer to their antennas. In contrast, its performance depends to a large extent on its size relative to the wavelength, and therefore reducing its dimensions involves impairing its gain, e ciency, or bandwidth. There is in them, as always happens in engineering, a balance between what the application requires and what physics allows. This thesis deals with these antennas, called electrically small and focuses on two applications: satellite communications and UHF RFID systems; proposing novel solutions to improve its performance as well as facilitate its design. Two antennas will be presented, whose distinctive feature is that they radiate waves with circular polarization and are designed from simple elements, the shortened dipoles. One of them, intended for a small satellite, takes advantage of the satellite's metal structure to improve the performance of the crossed dipoles. The other, intended for an RFID UHF tag, is distinguished by incorporating a simple impedance matching network, and which allows the manufacture of the antenna with low costs, a fundamental requirement of automatic identi cation systems. Designing an antenna with these characteristics requires a priori knowledge of the chip impedance, for which a procedure was designed that, unlike conventional methods, allows it to be fully characterized. While for the antenna, a measurement technique was developed based on a low-cost balun built on printed circuit boards.

En la actualidad, la demanda del consumo de energía eléctrica se ha incrementado significativamente. Este fenómeno se ha presentado tanto en el sector doméstico como en el sector industrial. Por lo que es necesario, la construcción de nuevas fuentes energéticas para satisfacer las demandas actuales. Asimismo, se debe considerar el tiempo, el costo y el impacto ambiental que ocasionaría la construcción de las mismas. Ante este hecho, se plantea establecer planes de ahorro de energía eléctrica con ayuda de sistemas inteligentes en instalaciones domésticas para uso racional de la energía eléctrica, como una alternativa eficaz para no recurrir a nuevas fuentes energéticas. En la presente tesis, se tiene como objetivo el diseño de un sistema inteligente por medio de algoritmos de aprendizaje por redes neuronales que permita el uso racional y eficiente de la energía eléctrica en el sector doméstico. El desarrollo de la tesis incluye diseñar dispositivos que nos permitan medir la potencia eléctrica consumida. Estos dispositivos se desarrollarán con la ayuda de un conjunto de sensores de potencia. Como también el diseño y simulación de sensores de presencia que nos permita monitorear la presencia del usuario. En cuanto al control inteligente se desarrollará algoritmos de aprendizaje basadas en redes neuronales, de tal forma que sean capaces de aprender del horario de la rutina del usuario. También, se incluye el diseño de una interfaz adecuada con el usuario que permita el ingreso de datos para su procesamiento y visualización. Además, el diseño de un protocolo de comunicación más adecuada orientada a la domótica. Finalmente, se desarrollarán simulaciones y pruebas del funcionamiento del sistema inteligente, como los dispositivos desarrollados como el conjunto de sensores y el control inteligente. / Tesis

Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Sistemas de Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2006

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (Área de especialização em Sistemas de Energia). 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

En la presente tesis, se describe cómo la situación actual motiva la investigación en las tecnologías de transmisión inalámbrica de energía eléctrica. Se abordan diferentes alternativas propuestas, como la inducción magnética simple, el uso de ondas electromagnéticas o la inducción magnética resonante. Se establecen los objetivos principales y secundarios de la presente tesis. Se analiza los principios básicos detrás de la transmisión inalámbrica de electricidad: electricidad, magnetismo, inducción electromagnética, resonancia eléctrica, entre otros. Se describe el circuito que se va a utilizar para el prototipo. En el caso del transmisor, se analiza cada módulo de este: fuentes de corriente, inversor, circuito resonante, antena transmisora. En el caso de receptor, se analizan sus módulos: antena receptora, rectificador y regulador de voltaje. Se exhibe las diferentes pruebas hechas al prototipo, con gráficos de los datos obtenidos y un análisis de estos. Se hace análisis de la potencia transmitida en variaciones de distancia y voltaje de fuente y se analiza la eficiencia de transmisión. / In this thesis, it is described the current situation and how it motivates research in wireless power transfer technologies. Different proposed alternatives are discussed, such as plain inductive induction, electromagnetic waves use or resonant inductive induction. The main and secondary objectives of this thesis are established. The basic principles behind wireless power transfer are analyzed: electricity, magnetism, electromagnetic induction, electric resonance, among others. The circuit used for the prototype is described. In the transmitter case, each of its modules is analyzed: current sources, inverter, resonant circuit, transmitter antenna. In the receiver case, its modules are analyzed: receiver antenna, rectifier and voltage regulator. Different tests made to the prototype are exhibited, with graphics of the data obtained and an analysis of it. An analysis of the power transmitted in distance and source voltage variations is made and the efficiency of transmission is analyzed. / Tesis

Ingeniero Civil Electricista / Chile actualmente necesita expandir su oferta de electricidad, ya que año tras año aumenta de manera considerable su demanda. Por lo anterior, se requiere definir constantemente una matriz energética confiable y sustentable a largo plazo, promoviendo de esta forma la generación eléctrica por medio de recursos renovables no convencionales. La aparición de estas tecnologías, pone en duda el real impacto que ellas provocarán en la forma de operar en las empresas distribuidoras. Por otra parte, las condiciones de calidad de suministro eléctrico se encuentran meridianamente establecidas en la normativa vigente, se espera que próximamente sean complementadas. El presente trabajo de título entrega, en forma clara y simplificada, una clasificación de los principales tipos de generación por medio de Energías Renovables No Convencionales, junto con introducir el concepto de Generación Distribuida (GD). Además, se efectúa una revisión detallada de las leyes, decretos y normas nacionales que se relacionan con la GD, abarcando desde su comienzo con la Ley Corta I hasta la Ley 20.571 aprobada en el Congreso en el año 2012, pasando por la propuesta de Norma Técnica de Calidad y Servicio para los Sistemas de Distribución. Para establecer el impacto que causa la interconexión de dos generadores distribuidos en cada uno de los alimentadores rurales implementados, se efectúan simulaciones con el programa Power Factory de DigSILENT. Para esto se realiza un cálculo de flujo de carga, un cálculo de cortocircuito y un estudio de transientes. De los resultados y análisis se obtiene lo siguiente: Al conectar los GD al final de los alimentadores, se observa que las pérdidas en las líneas son aproximadamente un 50% menos. Al aplicar el cortocircuito trifásico en la cabecera de los alimentadores interconectados con GD igual o menor al 20% de la capacidad del conductor, no es necesario invertir en nuevos equipos de protección pues estos, ya despejan fallas mayores a las establecidas. Se constata la necesidad de desconectar los GD antes de los 2 [s]. El motivo corresponde a la pérdida de la calidad de suministro ya que los límites de voltaje y frecuencia se salen bruscamente de los rangos establecidos de la normativa vigente. Como trabajos futuros, se propone el estudio detallado de la interacción entre GD, incorporando coordinación de protecciones, equipos reguladores e integración de las redes inteligentes. Sobre la base de lo anterior, este trabajo entrega una guía que permite operar técnicamente más de un GD y establece nuevos lineamientos para aprovechar las virtudes que trae consigo los GD en las redes de distribución.

Ingeniero Civil Eléctrico / El objetivo principal de este trabajo es analizar y determinar el impacto que tiene la modelación de cargas en estudios sistémicos realizados en el Sistema Interconectado Norte Grande, SING. Para lograr el objetivo se revisa la literatura y se implementan casos de estudio donde se visualiza el impacto que tiene la modelación de cargas en las variables eléctricas del SING. Mediante estudios de estabilidad transitoria se analiza la respuesta en Tensión y Frecuencia para los distintos modelos de cargas. Se verifica la influencia que los modelos de carga tienen en el diseño y operación del sistema. Además, se identifican y comparan las influencias que tienen la dependencia de la Frecuencia, dependencia de Tensión y la constante de inercia asociada a la carga motriz. Las conclusiones del estudio realizado indican que los modelos de cargas eléctricas son relevantes para identificar la respuesta de las variables eléctricas del sistema ante diversas contingencias. Sin embargo, se destaca que la elección del modelo de carga debe tomar en cuenta el objetivo del estudio. En este sentido, en ocasiones se aceptan discrepancias menores, las que otorgan mayor seguridad en la toma de decisiones de operación, debido a la incertidumbre en las variables de simulación involucradas.

Ingeniero Civil Electricista / Con la publicación de la Ley Corta 1, se realiza una disociación entre los sistemas de transmisión troncal, de subtransmisión y adicional, dejando a los sistemas de subtransmisión sin una estructura tarifaria de peajes definida que permita distribuir los costos de inversión, operación, mantenimiento y administración de dichos sistemas. Con el DS 320, se definió esta estructura tarifaria dejando a cada CDEC responsable de definir la metodología de distribución del diferencial de pérdidas eficientes y las pérdidas reales. Lo anterior motiva el objetivo principal de esta memoria, el cual es desarrollar y aplicar una metodología que permita asignar las pérdidas de energía y potencia de forma eficiente entre distintos propietarios de instalaciones de subtransmisión. Cabe señalar que este tema es particularmente relevante de resolver en sistemas enmallados y crecientes en cantidad de empresas participantes, como es el caso del sistema de subtransmisión en estudio: SIC5. El estudio comienza presentando una revisión de los mercados eléctricos, las características que tienen los sistemas de transmisión y la importancia que tiene la regulación de la transmisión para permitir un correcto funcionamiento de un mercado eléctrico. Luego se señala el proceso de tarificación de sistemas de transmisión y las cualidades que son deseables que éste posea. Se realiza posteriormente una síntesis de cómo ha sido tarificada la subtransmisión en Chile en los últimos años y qué metodología se usa hoy en día para la asignación de perdidas en los sistemas de subtransmisión. La metodología utilizada en el presente trabajo, identifica los tramos comprometidos basándose en un análisis topológico de la red y el principio de proporcionalidad. En ella se identifican los caminos por los que es abastecido cada consumo desde una barra del sistema troncal. De esta forma se obtiene una estimación del comportamiento del sistema de subtransmisión, lo que permite desenmallar el sistema y analizarlo como si fuera un sistema radial. Luego se consideran dos alternativas que internalizan el análisis obtenido anteriormente; la primera utiliza el comportamiento caso a caso; y la segunda toma en cuenta un comportamiento proporcional en base a las proyecciones esperadas. Para evaluar las alternativas, éstas se aplican a un sistema reducido de 6 barras y al sistema de subtransmisión elegido (SIC5). Este último con datos utilizados en el estudio de subtransmisión 2007-2010. De los resultados obtenidos se aprecian errores altos para algunas barras y errores bajos para otras, evidenciando que se debe trabajar aún en mejorar el modelo para los casos con errores relativos altos (cercanos a los nodos radializados). Por otro lado, se demuestra que la metodología propuesta entrega correctas señales de localización, información más detallada que la metodología actual y puede ser utilizada de forma simple en sistemas enmallados y de múltiples propietarios, sin embargo, es más compleja en sistemas de mayor envergadura y produciendo restricciones al momento de implementarla en el sistema de tarificación chileno. Se propone para futuros trabajos abordar el pago de centrales generadoras que inyectan su producción en subtransmisión.

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