EL3003 - Laboratorio de Ingeniería Eléctrica
Profesor: Nelson Morales
Integrantes: Felipe Gana
Emilio Moreno
Tomás Lavados

Presentación de Hoy
Laboratorio de Energía, Accionamientos y
Electrónica de Potencia
- Conceptos Básicos
- Quién utiliza el Laboratorio
- Qué se investiga en el Laboratorio y por qué
- Equipos Utilizados
- Proyectos Realizados en el Laboratorio

Conceptos Básicos
- Energía Eléctrica
- Energías Renovables
- Accionamientos
- Electrónica de Potencia
- Líneas de Transmisión
- Subestaciones Eléctricas
- Factor de Potencia

Ubicación del Laboratorio
El Laboratorio de Energía,
Accionamientos y Electrónica
de Potencia se ubica en el
cuarto piso del Edificio de
Electro-Tecnologías.

¿Quién utiliza el Laboratorio?
El Laboratorio de Energía,
Accionamientos y Electrónica de Potencia
junto con el Laboratorio de Tracción son
parte del Centro de Energía de la
Facultad.
Luego, el Laboratorio es utilizado por
académicos, estudiantes y memoristas
que realizan proyectos en el área, así
como por alumnos del Taller de Proyecto
en Energías Renovables.

Centro de Energía
El Centro de Energía fue inaugurado en el mes
de Mayo del 2009, tiene por objetivo liderar el
proceso de innovación tecnológica en el
ámbito energético contribuyendo al desarrollo
de soluciones novedosas y de calidad en el
tema energético, relevantes para el desarrollo
nacional y que sean competitivas
internacionalmente.
Lo anterior, es claramente el eje central que
dirige todos los proyectos realizados en el
Laboratorio.

¿Para qué se utiliza el Laboratorio?
El Laboratorio, es utilizado para el Taller de
Proyecto así como para diversos trabajos en el
área de energía y potencia.
Actualmente, la mayor parte de investigación y
desarrollos se realiza en el marco del Proyecto
GEVI.

Proyecto GEVI
Actualmente: El Sistema Interconectado
Central es el que provee de energía a la
mayor parte del país.
Problemas: Es un sistema desconectado,
ya que localidades pequeñas no pueden
inyectar energía a la Red. Esto se debe a
la alta potencia reactiva generada.
Idea: Generación y consumos localizados
y la posibilidad de poder inyectar potencia
a la red sin disminuir el factor de potencia
de esta.

Proyecto GEVI
GEVI: Generación Virtual de Energía.
Se basa en un grupo de generadores
distribuidos (GD) operando bajo un
esquema de coordinación común.
Los GD son unidades de pequeña
escala ubicadas en la cercanía de los
consumos, utilizando diversas fuentes
energéticas y soluciones tecnológicas.
Idea: Operación GEVI en próximos
años en el país.

Generador Micro-Hidráulico
-Es alimentado con la caída de agua de una vertiente, lo que le permite generar
el movimiento de la turbina con disparo de agua a alta presión.
-Actualmente se está trabajando sobre los controladores del Generador.
- Cuenta con una capacidad de generación de 2 KW aproximadamente.

Túnel de Viento
- El túnel de viento sirve para generar energía eólica, utilizando un generador
asincrónico. Actualmente, está siendo adaptado para trabajar con generadores
de inducción.
- Es alimentado por un motor ubicado en uno de los extremos del tubo que
simula el efecto del viento sobre la hélice

Simulador de Línea de Transmisión
- La Línea de Transmisión del Laboratorio permite realizar simulaciones de
consumos activos y reactivos en una Red eléctrica.
- Permite realizar diferentes configuraciones y compararlas a través de
mediciones de corriente y voltaje en las líneas y en las cargas.

Simulador de Línea de Transmisión
- Mediante el equipo SBC se puede modelar el esfuerzo realizado por una
subestación eléctrica y permite modificar la cantidad de potencia reactiva para
logar la máxima transferencia de potencia activa a la red.
- Permite modificar el factor de potencia, a través de conexión de bancos de
capacitores y de inductores.

Generación Diesel
- Los Generadores Diesel son muy
comúnmente utilizados en la industrias
y en instalaciones que las densidades
de personas son grandes, como lugares
públicos, hospitales y edificios, como
medida de resguardo contra fallas en el
suministro eléctrico.
- El Generador Diesel del Laboratorio se
utiliza para fines exclusivamente
académicos, y tiene una capacidad de 2
KW.

Taller de Proyecto
La Sección de Taller de Proyecto “Energías
renovables y uso eficiente” dirigida por el
profesor Rodrigo Palma, realiza diferentes
trabajos con alumnos de segundo año, que
tienen por objetivo diseñar sistemas o
formas de energía que permitan satisfacer
necesidades de localidades rurales no
abastecidas por la red, o hacer más
eficiente el uso de la energía en la ciudad.

Bicicleta Cargadora de Celulares
Funciona a modo de bicicleta estática pues el
diseño original fue pensado para ser aplicado
en gimnasios o lugares similares.
Su funcionamiento es a base de dos dínamos
instalados en la rueda trasera que a partir del
movimiento de ésta generan una corriente
continua, luego la corriente es enviada a un
convertidor CC/DC y luego a un regulador de
voltaje, para finalmente alimentar los
cargadores de distintos tipos de celulares que
se tienen.

Solar-Charger
La carga de celulares representa un consumo
pequeño, pero en el momento de ser evaluado
por toda la comunidad universitaria, es
absolutamente no despreciable, y es un gasto
energético mayor.
Solar-Charger es una idea novedosa que permite
la carga de celulares en lugares públicos
utilizando energías renovables, en este caso, con
el uso de paneles solares que son orientables en
diferentes ángulos, para obtener la mayor
radiación del sol, y así alivianar el consumo de la
red.

Solar-Charger

Energía Mareomotriz
Se cuenta actualmente con tres
modelos de ideas para aprovechar la
energía mareomotriz:
Dos de ellos funcionan modo de
molinos de agua que hacen pasar el
agua de la diferencia de altura de las
mareas por sus turbinas generando un
torque mecánico y luego, energía.
El tercer modelo que se tiene funciona a
partir del movimiento superficial del
mar, es decir, genera energía a partir de
las olas y las tormentas marinas.

Motor Stirling
El principio de funcionamiento del Motor
Stirling es el trabajo hecho por la
expansión y contracción de un gas al ser
obligado a seguir un ciclo de enfriamiento
en un foco frío, donde se contrae, y de
calentamiento en un foco caliente, donde
se expande. La idea es aproximarse al
ciclo de Carnot.
Actualmente el laboratorio cuenta con un
prototipo de juguete importado de
Alemania que funciona a base del calor
de una vela y aire pero se esta trabajando
en mejorar su eficiencia ya que se
calienta con facilidad.

Bio-digestores
Un Bio-digestor es un contenedor
cerrado, hermético e impermeable,
dentro del cual se deposita el
material orgánico (excrementos de
animales y humanos, desechos
vegetales) con el objetivo de que se
descomponga, produciendo gas
metano (CH4)y fertilizantes orgánicos
(compuestos de nitrógeno, fósforo y
potasio).
Está mezcla es llamada biogás, y se
puede utilizar como combustible para
generar energía.

Horno Solar
Su funcionamiento se basa en tubos de
vidrio, que tienen diferentes capas: una
capa traslucida, un espacio de vacio y una
capa de absorción (cuerpo negro)
De este modo, toda la energía capturada
queda dentro del tubo y va calentándolo
continuamente, y este al estar conectado
con el horno metálico, permite cocinar en
su interior a fuego lento.
Cuenta con termostato y ventilador para
realizar el control sobre la temperatura y
velocidad de cocción.

Otros Proyectos
Diversos proyectos pueden ser llevados a cabo
utilizando herramientas del Laboratorio de
Energía y Accionamientos, por tanto, enfocados
en el área de generación energética y electrónica
de potencia, sin embargo, fuera del marco de
GEVI y el Taller de Proyecto, tanto para
memoristas, estudiantes, colaboraciones con
otros departamentos como por ejemplo Química
y Mecánica, o bien otros proyectos del Centro de
Energía.

Bicicleta con Motor de Hidrógeno
Proyecto desarrollado por los alumnos de
intercambio Tobías Heller y Markus Döschl, de
la Universidad de Kempten de Alemania en
cooperación de alumnos de pregrado y
académicos de la Facultad.
La bicicleta puede movilizarse gracias a un
motor a hidrogeno, debido a que el pedaleo
carga las baterías que luego pueden generar
energía eléctrica capaz de detonar la electrolisis
en el interior del motor, lo que permite obtener
hidrogeno a partir de agua, y de este modo
hacer funcionar el motor de la bicicleta.

Resumen
-Centro de Energía: Tiene por objetivo convertir a Chile en líder tecnológico a
nivel de energía, aprovechar nuestros recursos energéticos.
- Proyecto GEVI: Consumos y Generación de energía distribuidos y controlados
por ente central.
- Laboratorio de Energía y Accionamientos: Trabajos académicos y de estudiantes
con respecto al desarrollo de tecnologías para aprovechar energías renovables,
principales trabajos son GEVI y Taller de Proyecto.