Facultad Regional San Francisco

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    La relevancia de las redes eléctricas inteligentes en escenarios de elevada penetración de energía fotovoltaica y vehículos eléctricos
    (2025-03-18) Szwarc, Gerardo D.
    En la República Argentina, las energías renovables han avanzado considerablemente; en la matriz energética de renovables, la energía hídrica es la dominante, seguida por la eólica y la solar mientras que en la modalidad de generación distribuida la solar fotovoltaica se lleva el primer puesto. Si bien estas tecnologías contribuyen a la descarbonización de la matriz energética, traen aparejadas dificultades relativas a su elevada variabilidad. Una posibilidad de amortiguar dicha variabilidad viene de la mano de los vehículos eléctricos, los cuales a nivel mundial han tenido un fuerte impulso. En este trabajo se aborda el estudio de una microrred con elevada penetración de energía solar fotovoltaica y la inserción de vehículos eléctricos, para posteriormente tratar diferentes posibilidades respecto al horario de carga, en las que se destaca la necesidad de redes eléctricas inteligentes y, cómo los vehículos eléctricos en conjunto con medidas adecuadas, pueden contribuir a una mayor estabilidad de la red eléctrica.
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    Potential Energy Savings for Three Daily Load Profiles Through Reduced Distribution Transformer Losses
    (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2025-01-31) Ferreyra, Diego M.; Szwarc, Gerardo D.; Sarmiento, Ana C.
    In this work, daily energy losses were calculated for a 13,2/0,4 kV/kV, Dy11, 50 Hz, 100-kVA distribution transformer using three different load profiles based on real measurements. One of the profiles was also applied to a 400-kVA transformer. The calculations were performed for a traditional transformer as per Argentinian standard IRAM 2250 and for two high-efficiency versions, their losses being proposed based on feasible literature alternatives. High efficiency version 1 for each transformer features lower no-load losses and the same total losses; in version 2, both no-load and load losses are reduced. The apparent and active power measurements were made on a university campus with a focus on evening classes; on a company with mixed manufacturing and commercial activities; and on a continuous operation manufacturing plant. The results provide a hint as to the actual savings on transformer energy losses for such realistic daily load profiles, which is key to orient further studies regarding the incorporation of high-efficiency distribution transformers in the Argentinian market.
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    Limitaciones en la modularidad de instalaciones fotovoltaicas de baja potencia
    (AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Ceré, Esteban; Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.
    En el mercado de la energía solar, una ventaja atribuida a los sistemas fotovoltaicos es su capacidad de expandir la potencia instalada, lo que permite gradualidad en la inversión inicial relacionada. Este trabajo aporta consideraciones acerca de la modularidad de instalaciones fotovoltaicas de baja potencia conectadas a red. Se encuentra basado en estudios de los tres primeros años de funcionamiento de una instalación de 2800 W con doce paneles solares policristalinos de 235 W, emplazada en la UTN Facultad Regional San Francisco. Se analizó la generación de energía considerando el mismo inversor, pero reduciendo la cantidad de paneles. Si la tensión del arreglo de paneles se encuentra cerca del límite de corte inferior del inversor, ya sea por menor cantidad de paneles, el envejecimiento de estos o ambos factores, la producción de energía disminuirá. Se concluyó que la modularidad es limitada y deben tomarse recaudos para evitar reducciones excesivas en la generación.
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    Las pérdidas en los transformadores de distribución y su aprovechamiento según el perfil diario de carga
    (Grupo Electro, 2024-12-01) Ferreyra, Diego M.; Szwarc, Gerardo D.; Sarmiento, Ana C.
    En este estudio, se utilizan mediciones reales para poner de relieve la frecuente subutilización de los transformadores de distribución que es difícil de prevenir en su funcionamiento habitual. También se analiza cómo varían las pérdidas de los transformadores según el perfil de carga del usuario que alimentan.
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    Comparación del consumo de una estufa alimentada con diferentes tipos de biomasa para calefaccionar una vivienda única familiar tomada como referencia
    (Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional, Argentina., 2024-12) Quicchi, Agostina Lucía; Cézar, Santiago Valentín; Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.; Bernard, Mariana del Valle; Pipino, Hugo
    "Durante los últimos años, se están realizando distintas acciones para contribuir hacia una transición energética sustentable y sostenible en el tiempo. En este contexto, la biomasa es el recurso más accesible para su aprovechamiento de manera directa, y es una de las fuentes renovables más confiable ya que se puede almacenar, lo que favorece su conversión en energía térmica y eléctrica. En el caso de la calefacción residencial, la biomasa sólida utilizada actualmente en el mundo suele estar en la forma tradicional de leña o carbón vegetal, y queda aún mucho margen para implementar soluciones más modernas. En Argentina, el panorama es similar, ya que, si bien existen distintos tipos de biomasa lignocelulósica que puede destinarse para generar energía; como, residuos agrícolas, especies de crecimiento natural y cultivos energéticos, estos recursos están subaprovechados para la generación de energía. El enfoque de este trabajo está puesto sobre la generación de energía térmica a partir de biomasa, con el objetivo principal de estimar el consumo para calefacción residencial. Para este análisis, se adopta un prototipo de vivienda como modelo para realizar los cálculos, y se propone el uso de pélets de diferente composición y poder calorífico según la región analizada."
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    Desarrollo de una interfaz gráfica para una calculadora de generación fotovoltaica en la Región Centro de Argentina
    (AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Cézar, Santiago Valentín; Szwarc, Gerardo D.; Ceré, Esteban; Pipino, Hugo
    Actualmente, el uso de las fuentes de energía renovables está en crecimiento en el hogar. Si bien en varias regiones de Argentina su utilización es la mejor o única opción para el consumo eléctrico, la generación distribuida está siendo fomentada en toda la extensión, más allá de terrenos montañosos, campos o zonas áridas. Sin embargo, la falta de información sobre estas alternativas dificulta el progreso. Sobre la base de esto, se considera necesaria una herramienta que asista a los usuarios en la elección de estos sistemas. Aprovechando las tecnologías web para facilitar la difusión por distintos medios, se desarrolla una calculadora técnica que permite predecir valores de generación de energía eléctrica de un sistema fotovoltaico. Los parámetros empleados son representativos de la Región Centro de Argentina, ya que para el desarrollo del modelo matemático los resultados fueron validados usando datos medidos en San Francisco y zona.
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    Integración de modelos estadísticos para visualizar y analizar el aprovechamiento de energías renovables en la región en la Región Centro (Argentina)
    (edUTecNe, 2024-10) Szwarc, Gerardo D.; Rivara, Laura María; Cézar, Santiago Valentín; Ceré, Esteban; Ferreyra, Diego M.; Pipino, Hugo
    A nivel nacional y provincial, la adopción de la generación distribuida con fuentes renovables avanza gradualmente y queda aún un vasto potencial sin explotar. Con el objetivo de promover su utilización, se busca desarrollar herramientas de cálculo regionalizadas que permitan visualizar los beneficios de su aprovechamiento. En este trabajo, se presenta un análisis de la energía eléctrica generada por una instalación solar fotovoltaica a partir de modelos fisicomatemáticos de irradiación solar aplicados al Departamento San Justo de la provincia de Córdoba. Contempla la energía recibida en un sistema de captación solar y la posterior producción de energía eléctrica de un sistema fotovoltaico, teniendo en cuenta tanto los rendimientos de paneles e inversor, como las pérdidas generadas por la propia instalación. El análisis se respalda en datos obtenidos de un sistema de medición implementado en una instalación solar fotovoltaica piloto ubicada en la Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional San Francisco, que resultan relevantes por su ubicación geográfica para obtener herramientas de cálculo regionalizadas. Por otro lado, sobre la base de datos previos de demanda energética de las provincias de Córdoba y San Luis, se aplica el modelo autorregresivo integrado de promedio móvil (ARIMA) para obtener un modelo estadístico que, utilizando variaciones y regresiones de estos, se puedan encontrar patrones que permitan predecir el consumo eléctrico futuro. Finalmente, se establece una comparación entre la energía generada por esta instalación modelada y las predicciones de demanda, a fin de realizar un análisis crítico en términos de energía demandada, autoconsumida e inyectada. Esto último resulta estratégico para los usuarios generadores, dado que la normativa vigente en la región fomenta el autoconsumo de la energía generada con fuentes renovables en la modalidad de generación distribuida.
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    Modelo matemático para una calculadora solar regionalizada para la Región Centro de Argentina
    (AJEA (Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN), 2024-12) Cézar, Santiago Valentín; Szwarc, Gerardo D.; Ceré, Esteban; Pipino, Hugo
    El aprovechamiento de las energías renovables constituye un desafío relevante a nivel global. Sin embargo, a nivel país la expansión de estas en generación distribuida es algo lenta y se percibe mucho potencial no explotado. Por ello, con el objetivo de promover su aplicación, en este artículo se describe el proceso matemático por el cual se logra generar un modelo para obtener la irradiación recibida sobre la superficie de un sistema de captación solar. Además, el trabajo detalla los conceptos físicos fundamentales para el modelo y las ecuaciones matemáticas necesarias para obtenerlo. Finalmente, se contrastan los resultados con datos obtenidos con un radiómetro instalado en la región para la cual se ha elaborado el modelo. Se destaca que este trabajo se enmarca en un proyecto cuyo objetivo es confeccionar herramientas digitales de cálculo para la generación fotovoltaica, regionalizadas para el departamento San Justo, provincia de Córdoba, Argentina.
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    Consideraciones sobre el factor de utilización para transformadores en instalaciones solares fotovoltaicas
    (VII Jornadas de Estudiantes de Doctorado UTN: actas de resúmenes, 2024-10-08) Szwarc, Gerardo D.
    En la actualidad, es cada vez mayor la cantidad de instalaciones solares fotovoltaicas en la modalidad de generación distribuida (Ministerio de Economía, 2024). El funcionamiento inherente de estas instalaciones lleva a que los diversos equipos de la red de distribución enfrenten diferentes situaciones, en el caso de los transformadores el principal problema radica en el bajo factor de utilización. Si se utiliza un transformador exclusivo para un parque solar dimensionado según la potencia instalada, se encontrará subutilizado gran parte del día producto de que la generación fotovoltaica puede idealizarse como una parábola tal como lo describe (Szwarc, et ál., 2016). El funcionamiento descripto lleva a que se aproveche la máxima capacidad del transformador durante un corto período de tiempo, correspondiente al horario de máxima generación (cercano al mediodía). Mientras que el resto del día solo se encontrará cargado en una fracción de su capacidad total. El funcionamiento descripto lleva a que se deba realizar una elevada inversión de capital para la adquisición de estos equipos, pero que sean subutilizados lo cual es poco deseado por los inversionistas. El análisis planteado cobra relevancia cuando se trata de instalaciones en la modalidad de generación comunitaria, donde en la normativa actual de la provincia de Córdoba no se especifica la posibilidad de venta de energía reactiva a la red eléctrica (Ley 10604, 2018). Es de destacar que, en los parques fotovoltaicos de mayor potencia dedicados exclusivamente a la venta de energía, esta posibilidad es aprovechada a fin de incrementar las ganancias y utilizar los equipos en su máxima capacidad posible. Además, la aplicabilidad del análisis de instalar transformadores de menor capacidad que la máxima demandada puede ser reelevante para un parque industrial, siempre y cuando los picos de consumo sean muy superiores al promedio. Para subsanar estas situaciones, se plantea la posibilidad de utilizar transformadores de menor potencia que la nominal de la instalación. Esto llevaría a que el equipo se sobrecargue durante un corto período de tiempo en el momento de máxima generación, consumiendo a mayor velocidad la vida útil de los aislantes que lo conforman, pero al ser subutilizado durante el resto del día (Sierra – Gil et ál., 2016), la vida útil se consume a una menor velocidad. Por lo tanto, se podría llegar a un equilibrio dónde el costo de la inversión sea menor y a la vez las prestaciones en el funcionamiento sean las adecuadas, incrementando considerablemente el factor de utilización promedio del equipo. Es de destacarse que la alternativa planteada otorgaría instalaciones de menor costo, que en el caso de utilizarse almacenamiento de energía en el punto de generación (en los hogares) o se genere un desplazamiento de cargas por diferenciación de tarifas según el segmento horario, seguirían siendo compatibles entregando una instalación con un factor de utilización óptimo.
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    El mantenimiento de vehículos híbridos y eléctricos: algunas previsiones para los talleres mecánicos
    (2024-09-01) Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.
    Este informe es un resumen de algunos de los contenidos estudiados en profundidad en la instancia de capacitación “Operación y mantenimiento de vehículos eléctricos”, recibida en el TCNR de Taichung, Taiwán, a la cual se pudo acceder con el apoyo del ICDF (https://www.icdf.org.tw) y la Embajada de Taiwán en Argentina.