Medicin e Instrumentacin

Trabajo N 2

Tema: Normas implementadas a sistemas de Medicin e Instrumentacin

Semestre: 2015-2

Alumnos:Rodrguez Flores DavidZamora Lpez Eduardo Gabriel

Grupo: 02Profesor:Ing. Rubn Monroy Daz

UNAM: Facultad de Ingeniera

Brigada: 09Fecha de realizacin:

Fecha de entrega:

ndice temticoPagina Tema3 .. Introduccin5 ... Objetivo6 .. Sntesis6 .. Especificaciones tcnicas6 .. Mdulos fotovoltaicos6 ... Ubicacin de las celdas en el instituto7 ... Diagrama esquemtico, Generacin Fotovoltaico7 ... Inversor7 .......................... Tipo de Convertidor8 .... Certificacin8 . Diagrama de operacin del convertidor8 ........................ Tabla de Caractersticas y Referencias9 .. Monitoreo de produccin10 . Conclusiones11 .. Glosario11 .. Bibliografa

IntroduccinLa instrumentacin industrial es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar o registrar variables de un determinado proceso, tales como temperatura, la presin, el nivel , caudal entre otras, con el fin de optimizar los recursos utilizados en este. Esta ha permitido grandes avances en automatizacin de procesos industriales, viajes espaciales, entre otros permitiendo mejorar nuestra calidad de vida.Los instrumentos de medicin y control son relativamente complejos y su funcin puede comprenderse mejor si estn incluidos en una clasificacin, aunque existen muchas formas de clasificarlos:EN FUNCIN DEL INSTRUMENTO. Instrumentos Ciegos: No tienen indicacin visible de la variable. Instrumentos Indicadores: Disponen de un display escala graduada donde puede leerse el valor de la variable. Instrumentos Registradores: Registran con trazo continuo o a puntos la variable de proceso (Histricos de la variable). Instrumentos Convertidores: Reciben una seal procedente de un instrumento y la convierten de manera proporcional en otra seal (Convertidor I / P). Instrumentos Transmisores: Toman la variable de proceso, y proporcional a sta, generan una seal de salida elctrica neumtica estndar. Instrumentos Controladores: Reciben las seales de los transmisores, las procesan y generan seales de control correctivas a los elementos finales de control. Instrumentos Finales de Control: Reciben la seal del controlador y modifican el estado de la variable de proceso o agente de control.

Funciones bsica de los instrumentos:Los instrumentos son herramientas indispensables que sirven para conseguir y conservar la calidad con que se identifica el producto que se est manufacturando. Se utilizan para controlar las variables de un sistema o proceso en forma tan exacta como se necesite para satisfacer las especificaciones del producto en lo que respecta a composicin qumica, forma color o acabado. El instrumento o sistema puede ser:a) Mecnicob) Neumticoc) Hidrulicod) Elctricoe) Electromecnicosf) O una combinacin de dos o ms de estas formas

Cada instrumento o sistema de instrumentos tiene tres funciones bsicas

Los paneles o mdulos fotovoltaicos (llamados comnmente paneles solares, aunque esta denominacin abarca otros dispositivos) estn formados por un conjunto de celdas (clulas fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos (energa solar fotovoltaica). El parmetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia mxima que el mdulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:Radiacin de 1000 W/mTemperatura de clula de 25 C (no temperatura ambiente).Los paneles fotovoltaicos, en funcin del tipo de clula que los forman, se dividen en:Cristalinas oMonocristalinas: se componen de secciones de un nico cristal de silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una clula circular recortada).Policristalinas: cuando estn formadas por pequeas partculas cristalizadas.Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.Su efectividad es mayor cuanto mayor son los cristales, pero tambin su peso, grosor y costo. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 20% mientras que el de las ltimas puede no llegar al 10%, sin embargo su costo y peso es muy inferior.El costo de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras clulas solares comerciales y su coste medio de generacin elctrica ya es competitivo con las fuentes de energa convencionales en un creciente nmero de regiones geogrficas, alcanzando la paridad de redLa funcin de un inversor es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simtrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseador. Los inversores se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, desde pequeas fuentes de alimentacin para computadoras, hasta aplicaciones industriales para controlar alta potencia. Los inversores tambin se utilizan para convertir la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, acumuladores o bateras, etc, en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en la red elctrica o usados en instalaciones elctricas aisladas.Un inversor simple consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual se utiliza para interrumpir la corriente entrante y generar una onda rectangular.Esta onda rectangular alimenta a un transformador que suaviza su forma, hacindola parecer un poco ms una onda senoidal y produciendo el voltaje de salida necesario. Las formas de onda de salida del voltaje de un inversor ideal deberan ser sinusoidal. Una buena tcnica para lograr esto es utilizar la tcnica de PWM logrando que la componente principal senoidal sea mucho ms grande que las armnicas superiores.Los inversores ms eficientes utilizan varios artificios electrnicos para tratar de llegar a una onda que simule razonablemente a una onda senoidal en la entrada del transformador, en vez de depender de ste para suavizar la onda.Se pueden clasificar en general en dos tipos: 1) inversores monofsicos y 2) inversores trifsicos.Se pueden utilizar condensadores e inductores para suavizar el flujo de corriente desde y hacia el transformador.Adems, es posible producir una llamada "onda senoidal modificada", la cual se genera a partir de tres puntos: uno positivo, uno negativo y uno de tierra. Una circuitera lgica se encarga de activar los transistores de manera que se alternen adecuadamente. Los inversores de onda senoidal modificada pueden causar que ciertas cargas, como motores, por ejemplo; operen de manera menos eficiente.Los inversores ms avanzados utilizan la modulacin por ancho de pulsos con una frecuencia portadora mucho ms alta para aproximarse ms a la onda seno o modulaciones por vectores de espacio mejorando la distorsin armnica de salida. Tambin se puede predistorsionar la onda para mejorar el factor de potencia (cos ).Los inversores de alta potencia, en lugar de transistores utilizan un dispositivo de conmutacin llamado IGBT (Insulated Gate Bipolar transistor Transistor Bipolar de Puerta Aislada).ObjetivoSe trata de investigar los centros de la UNAM

Investigacin de las energas alternativas utilizadas en el centro de investigacin que le corresponde a cada brigada.

SntesisEn la energa solar fotovoltaica, la luz del sol incidira sobre una clula fotovoltaica que produce energa elctrica, estas estn formadas por materiales de tipo semiconductores y son las encargadas de transformar los rayos del sol en electricidad. El componente principal de esta fuente de energa fotovoltaica es el silicio un material que posee como caracterstica fundamental una gran conductividad. La ms importante de todas las ventajas es que este tipo de energa no contamina y al estar hablando de la energa solar podemos afirmar que es una fuente inagotable esto en complemento con las nuevas tecnologas en control y medicin se puede tener un mejor aprovechamiento de esta.Especificaciones TcnicasPara cubrir los requerimientos que la UNAM pide en los proyectos que tendran que llevar a cabo en sus instalaciones se tuvieron que cumplir ciertas especificaciones, como fueron:El sistema fotovoltaico debe ser interconectado a la red en los Tableros seleccionados por el personal de la Institucin. Se debe cuidar no sobrepasar la capacidad de las barras de dicho tablero y de sus conductores alimentadores.Mdulos Fotovoltaicos Mdulos solares nuevos, fabricados con celdas solares de silicio monocristalino o policristalino, con 60 o 72 celdas conectadas en serie, que incluya por lo menos 3 diodos de paso, con eficiencia de conversin del mdulo mayor del 13.75%; que sean de Clase A, certificados bajo la Normas IEC 61215, IEC61730-1 y 2 con sello legible y nmero de serie de la Entidad Certificadora (UL, TUV, u otra entidad certificadora). Los mdulos deben incluir los conductores de salida, marcados adecuadamente y con conectores rpidos polarizados del tipo MC4 o equivalente, para la conexin en serie entre ellos. Este cable debe estar certificado para intemperie con recubrimiento que soporte la radiacin solar. Contar con una garanta de 25 aos o ms sobre la potencia pico suministrada.Ubicacin de las celdas fotovoltaicas Diagrama esquemtico del Sistema de Generacin Fotovoltaica

InversorConvertidor de corriente directa a corriente alterna con una eficiencia igual o superior al 98%, certificado bajo la normatividad correspondiente IEC 62109 Parte 1 y Parte 2, o alternativamente, de la Norma UL 1741 basada en la Norma IEEE 1547 para la interconexin a la red y que satisfaga la especificacin CFE G0100-04, Interconexin a la red elctrica de baja tensin de sistemas fotovoltaicos con capacidad hasta 30 kW. Debe tener aislamiento galvnico para evitar la inyeccin de componentes de corriente continua (CC) a la red de corriente alterna (CA). Debe ostentar el sello y nmero de serie de la Entidad Certificadora.Tipo de convertidor SUNNY TOWER-US

UL Certificacin

Diagrama de Operacin

Tabla de Caractersticas y Referencias

Monitoreo de Produccin

Conclusin de Rodrguez Flores DavidLa importancia de los instrumentos de medicin en fsica, qumica e ingeniera parte de comparar magnitudes fsicas, siendo utilizados como unidades de medida objetos y sucesos previamente establecidos como estndares o patrones y de la medicin resulta un nmero que es la relacin entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Y los instrumentos de medicin son los medios por el que se hace esta conversin.Las mediciones elctricas se realizan con aparatos especialmente diseados segn la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parmetros de voltaje e intensidad.Los sistemas digitales puede medir el amperaje, el voltaje y la resistencia obteniendo resultados numricos - digitales. Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de paralaje. Cuenta con una resistencia con mayor valor al del analgico, lo no deseable es que puede presentar problemas de medicin debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.La aplicacin de esto se vio reflejada en el monitoreo de la produccin elctrica por medio de celdas fotovoltaicas en el Instituto de Ecologa de la UNAM, el cual es un parte-aguas muy importante en el aprovechamiento de energa renovables, esto a pesar de que se tiene todava una gran laguna referidas a las legislaciones, generacin, comercializacin de estas energas, y la participacin privada en distribucin y transmisin.Esperando que esto impulse fuertemente en los dems Institutos, y porque no en toda la UNAM, el desarrollo de proyectos con fuentes de energa renovable.Conclusiones individuales de Zamora Lpez Eduardo GabrielEn todo proceso industrial, por muy sencillo que sea, es siempre necesario el uso de instrumentos de medicin y control que permitan entre otras cosas mantener los parmetros de calidad de los productos generados.Por el proceso, supervisar la operacin del proceso, recopilar informacin referente a los volmenes de produccin y cantidad de materia prima consumida, determinar condiciones inseguras de operacin, etc.An cuando los avances tecnolgicos permiten la elaboracin de instrumentos cada vez ms exactos, verstiles y fciles de usar, es tambin cierto que la seleccin y aplicacin adecuada de los instrumentos depende de una gran cantidad de factores como son: conocimiento del proceso, conocimiento de los diferentes principios de medicin, interpretacin adecuada de las caractersticas dadas por el fabricante de cada instrumento, correcta instalacin y mantenimiento de los instrumentos entre otros.El rea de instrumentacin es multidisciplinaria, en ella se desempean profesionales de ingeniera elctrica, electrnica, qumica, sistemas, mecnica entre otros.

Glosario

Metrologa: Es la ciencia de la medicin, la metrologa incluye todos los aspectos tericos y prcticos relacionados con las mediciones; cualquiera que sea su incertidumbre (parmetro de cualquier medicin que caracteriza la dispersin de valores) y en cualquier campo de la ciencia y tecnologa que ocurra.

Instrumentacin: es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar o registrar variables de un proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados en ste.

Bibliografa

Gmez M.B., Artega R.R. 1988. Elementos Bsicospara el Manejo de Instrumental . Editorial, Continental, Mxico.

Documentos Proporcionados por el Instituto de Ecologa sobre especificaciones de celdas Fotovoltaicas e Inversores 1