http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/50579 Maestría en Sistemas de Energía 2026-04-13T19:16:55Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67883 Title: Estudio de factibilidad para la producción de hidrógeno como estrategia de eficiencia energética para el aprovechamiento del gas quemado en mecheros de la Amazonía de Ecuador Authors: Berrú Saverio, Kevin Steeven; Peralta Jaramillo, Juan Manuel, Director Abstract: CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACIONDE PROYECTO. La continua quema del gas asociado en los mecheros de la Amazonía de Ecuador no solo causa afectaciones socioambientales y pérdidas económicas, sino que, sobre todo, desperdicia un valioso recurso energético. El presente proyecto propone una solución frente a esta problemática, evaluando la factibilidad de utilizar este subproducto desechado de la industria petrolera como materia prima para el proceso de reformado de metano con vapor para producir hidrógeno, un vector limpio y crucial para la transición hacia un futuro energético sostenible. El análisis realizado de las condiciones actuales de operación reveló que existen 302 mecheros en el país, los cuales en total queman anualmente al menos 20 000 MMscf de gas asociado, generando emisiones estimadas de 52.2 - 111.4 MTon/año CO2 y 1.5 - 2.3 kTon/año de BC. Además, el análisis de la composición del gas, basado en una muestra representativa de los campos petroleros con mayor producción y sus respectivas cromatografías, determinó un alto contenido de metano del 41.79%. Para la producción de hidrógeno a partir del gas asociado, se evaluaron diversas tecnologías existentes en la actualidad. El análisis realizado permitió seleccionar al método de reformado de metano con vapor (SMR), debido principalmente a su eficiencia y madurez tecnológica. La simulación del proceso que se llevó a cabo en el software Aspen HYSYS y comprendió de las etapas de pretratamiento, reformado, desplazamiento agua-gas, y purificación, permitió obtener una producción de 27 Ton/h de H2 puro, a partir de 90 Ton/h de gas asociado (18 Ton/h de CH4) y 689 Ton/h de vapor de agua. Adicional, mediante la implementación de la captura de carbono permitió mejorar la eficiencia del proceso, logrando capturar 1.7 MTon/año (189 Ton/h) de CO2. La evaluación económica permitió estimar un CAPEX de 950.97 MMUSD y un OPEX de 144.76 MMUSD/año, determinando a partir de ellos, un costo de producción de 0.81 USD$/kgH2. Adicional, para estimar los ingresos del proyecto se consideraron las potenciales ventas del hidrógeno durante los 20 años de tiempo de vida del proyecto. Teniendo en cuenta que en la actualidad no existe un mercado establecido para la compraventa de hidrógeno, se determinó un retorno de la inversión de 1 año para precios de 10 y 6 $/kgH2, 2 años para 3 $/kgH2, y 12 años para 1 $/kgH2. 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67882 Title: Implementación de módulos educativos y de laboratorio remoto de energías renovables para impulsar la transición energética Authors: Calle Fernández, Boris Fernando; Peralta Jaramillo, Juan Manuel, Director Abstract: CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACIONDE PROYECTO. Esta investigación se centra en la implementación de módulos educativos en línea y laboratorios remotos para la formación de profesionales en energías renovables. Se desarrollaron, validaron e implementaron recursos digitales diseñados bajo metodologías de aprendizaje activas como el aprendizaje basado en proyectos y el aula invertida, con el objetivo de mejorar la accesibilidad y calidad del aprendizaje en este campo. Se diseñó una herramienta de evaluación para medir la experiencia de los estudiantes, considerando indicadores clave de rendimiento como satisfacción, aplicabilidad y comprensión de los contenidos. La investigación contribuye al avance de la educación digital en energías renovables, promoviendo una enseñanza flexible e innovadora alineada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible. 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67881 Title: Diseño de un sistema solar fotovoltaico híbrido offgrid para suministrar energía eléctrica al área comunal de un centro turístico Authors: Quinteros Vaca, Kevin Javier; Sosa Tinoco, Ian Mateo, Director Abstract: CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACIONDE PROYECTO. El cambio climático y la crisis energética en Ecuador han evidenciado la urgencia de adoptar fuentes renovables que reduzcan la dependencia de los combustibles fósiles y mitiguen la inestabilidad del suministro eléctrico, agravada por la variabilidad en la generación hidroeléctrica. En respuesta, las energías limpias han cobrado protagonismo, alcanzando un 60,93 % de participación en la matriz energética nacional en 2024. El ecoturismo, enfocado en la conservación ambiental y el desarrollo sostenible, requiere un abastecimiento energético eficiente y respetuoso con el medio ambiente. En este contexto, el presente proyecto plantea el diseño de un sistema solar fotovoltaico híbrido offgrid para cubrir la demanda del área comunal del centro turístico Paradero El Labrador. A través de un análisis técnico y económico, se evaluará su viabilidad, garantizando un suministro confiable y sostenible, alineado con los principios del turismo responsable y la transición energética. 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67880 Title: Estimación de la carga optima de una red eléctrica AC/DC, con respaldo de planta de generación hibrida, simulada en OPAL-RT, con integración en tiempo real de paneles solares hardware in the loop Authors: Ojeda Guevara, Homero Rodrigo; Peralta Jaramillo, Juan Manuel, Director Abstract: Abstract. This work experimentally validates, in a Hardware-in-the-Loop (HIL) environment using OPAL-RT (OP5600/OP8660), an optimal energy management strategy for a hybrid AC/DC microgrid with real photovoltaic generation, battery storage, and a bidirectional AC/DC converter. The objective was to sustain stable and reliable operation under rapid variations in irradiance and demand. The methodology was implemented in phases: (i) wiring and calibration of analog interfaces (AI/AO); (ii) plant modeling (Thevenin-type battery, averaged converter, and low-voltage grid) with CPU/FPGA partitioning; (iii) development of two EMS versions—heuristic rules and linear optimization with a receding horizon; and (iv) a test campaign with EV-type load steps, fast-moving clouds, grid–island–grid transitions, and brief AC disturbances. The results show photovoltaic generation of 0.0598 kWh against a total demand of 0.0836 kWh, with no renewable curtailment; ENS = 0.0115 kWh persists, the DC-bus peak-to-peak ripple is 54.79%, I_bat,peak = 10 A, and 0.0036 equivalent battery cycles. The EMS achieved real-time execution with an average computation time of 0.2 ms (0.6 ms maximum). The study concludes that the HIL platform is suitable for validating real-time EMS strategies; mitigating DC-bus ripple and reducing ENS via predictive control and bus conditioning emerge as priority improvement avenues. Keywords: OPAL-RT, Hardware-in-the-Loop, AC/DC microgrid, energy management, optimization, EMS. Description: En el presente trabajo se valida experimentalmente, en entorno Hardware-in-the-Loop (HIL) con OPAL-RT (OP5600/OP8660), una estrategia de gestión óptima de energía para una microred híbrida AC/DC con generación fotovoltaica real, almacenamiento en baterías y convertidor bidireccional AC/DC. El objetivo fue sostener operación estable y confiable ante variaciones rápidas de irradiancia y demanda. La metodología se implementó por fases: (i) cableado y calibración de interfaces analógicas (AI/AO); (ii) modelado de planta (batería tipo Thévenin, convertidor promediado y red de baja tensión) con partición CPU/FPGA; (iii) desarrollo de dos versiones del EMS —reglas heurísticas y optimización lineal con horizonte recedente—; y (iv) campaña de pruebas con escalones de carga tipo EV, nubes rápidas, transición red-isla-red y perturbaciones AC breves. Los resultados muestran generación fotovoltaica de 0,0598 kWh frente a una demanda total de 0,0836 kWh, sin recorte de renovable; persiste ENS = 0,0115 kWh, rizado pico-pico del bus DC de 54,79 %, I_bat,peak = 10 A y 0,0036 ciclos equivalentes en batería. El EMS cumplió tiempo real con 0,2 ms de cómputo medio (0,6 ms máximo). Se concluye que la plataforma HIL es adecuada para validar estrategias EMS en tiempo real; la mitigación del rizado del bus y la reducción de ENS mediante control predictivo y acondicionamiento del bus emergen como líneas de mejora prioritarias. 2025-01-01T00:00:00Z