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La medición inteligente se ha convertido en un tema de la máxima actualidad y de importancia creciente; ya se aplica la normativa para su despliegue, se desarrollan proyectos piloto y han llegado al mercado nuevos dispositivos. En este trabajo se recogen propuestas y tendencias de los contadores actuales de energía eléctrica. El contador se representa como la interfaz entre el sistema del usuario, que es el consumidorproductor distribuido de energía, y la red eléctrica. A partir de esta relación y con la tecnología electrónica actual aparece el concepto denominado “smart metering”. El documento describe las funciones de los contadores de energía eléctrica desde el inicio, con el contador electromecánico hace 120 años, hasta los dispositivos actuales. Se incluyen las características genéricas de medida, las tecnologías de estos equipos y referencias normativas que utilizan estos sistemas de medida de energía eléctrica. Se concluye con las tendencias previsibles en un futuro inmediato.

En este trabajo se presenta el nuevo laboratorio E3PACS de investigación en micro-redes, sus características y equipamientos. Dicho laboratorio se encuentra situado en el edificio A de la Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), en el nuevo campus Diagonal-Besòs de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), un campus con reconocimiento de excelencia internacional en energía. A lo largo del presente trabajo, se dará a conocer a la comunidad científica el estado del citado nuevo laboratorio de altas prestaciones, desarrollado durante los últimos dos años y medio y financiado totalmente con fondos públicos.

Debido a la proliferación de las tecnologías inalámbricas y el IoT, actualmente existe un problema común, como es la transición de la comunicación, desde los conexionados físicos a las comunicaciones inalámbricas. Este proceso, mejora la seguridad eléctrica eliminando parte del cableado y además, abre la posibilidad de interpretar y manipular esta información desde cualquier parte del mundo con los equipos adecuados. En este caso, el proyecto se desarrollará en el laboratorio E3PACS de la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este, donde se encuentra su micro-red de energía fotovoltaica, basada en inversores híbridos con aporte fotovoltaico y baterías, la cual obtiene la energía de las placas fotovoltaicas (situadas en la azotea del edificio), y la inyecta a la red eléctrica de manera inmediata, o, a baterías, para poder utilizar esta energía cuando sea necesario. Esta gestión de energía, la realizan varios inversores híbridos fotovoltaicos, los cuales se comunican, cada uno, con su respectivo ordenador. Este Trabajo Final de Grado (TFG), estudiará la situación actual, las posibles maneras de minimizar recursos y la centralización de toda la información en un solo ordenador, eliminando las conexiones físicas entre éstos y los inversores, y sustituyéndolas por conexiones inalámbricas. Degut a la proliferació de les tecnologies inalàmbriques i el IoT, actualment hi ha un problema comú, com és la transició de la comunicació, des de les connexions físiques a les comunicacions inalàmbriques. Aquest procés, millora la seguretat elèctrica eliminant part del cablejat, i a més, obre la possibilitat d’interpretar i manipular aquesta informació des de qualsevol part del mon amb els equips adequats. En aquest cas, el projecte es desenvoluparà en el laboratori E3PACS de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est, on es troba la seva micro-xarxa d’energia fotovoltaica, cada cop més comú avui dia, la qual, absorbeix l’energia de les plaques fotovoltaiques, situades a la terrassa de l’edifici, i, la injecta a la xarxa elèctrica de manera immediata, o, a bateries, per a injectar-la a la xarxa elèctrica quan sigui necessari. Aquesta gestió d’energia, la realitzen diversos inversors híbrids fotovoltaics, els quals es comuniquen, cadascú, amb el seu respectiu ordinador. Aquest Treball Final de Grau (TFG), estudiarà la situació actual, les possibles maneres de minimitzar recursos i la centralització de tota la informació en un únic ordinador, eliminant les connexions físiques entre aquests i els inversors, i substituint-les per connexions inalàmbriques. Due to the raise of the wireless technologies and the IoT, there is a common issue that can be found nowadays, this is the transition of the communications, from the physical connections to the wireless communications. This process, improves the electrical safety removing some wires, but also exists the capability to monitor and manipulate the data from any part of the world, with the right equipment. In this case, the project will be developed in the E3PACS laboratory at the Barcelona’s East School of Engineering, where is placed its photovoltaic micro-net, which takes the energy from the photovoltaic cells, placed on the roof of the building, and injects it into the electrical net, in real time, or, into batteries to inject the energy whenever it is required. This energy management is done by several hybrid photovoltaic inverters that communicate with their each computer. This bachelor’s thesis will study the actual situation, the different ways to minimize resources and the centralization of all the information into a single computer, replacing the physical connections between these ones and the inverters with wireless connections.

El panorama energètic a escala global cada cop és més estricte davant la incorporació d'energies renovables tant en l'àmbit domèstic com a escala de producció massiva d'energia (companyies elèctriques), el que està provocant canvis importants en el paradigma de l'energia, amb finalitat d'extingir les energies contaminats tan perjudicials per al planeta. Aquest fet està provocant que les energies renovables juguin cada cop un paper més fonamental per a l'obtenció d'energia elèctrica, vital i insubstituïble per a les nostres vides. El present document té com a objectiu principal el disseny d’una microxarxa, formada per una font de generació local mitjançant panells solars, emmagatzematge elèctric a partir de bateries i un (o varis) punts de consum. Amb una especial particularitat, que aquesta microxarxa sigui capaç d’operar en corrent continu, i no pas en corrent altern, model completament estandarditzat a dia d’avui en gran part del món. El projecte en qüestió pretén valorar la viabilitat de funcionament d’aquesta microxarxa. L’anàlisi es realitza a través d’un model teòric el qual permetrà obtenir el comportament del conjunt de la microxarxa a partir de fer les simulacions pertinents. Primer s’ha procedit a analitzar el comportament de la microxarxa de referència (model AC), per després poder comparar amb el model adaptat en DC i a partir d’aquí extreure les conclusions que procedeixin. Es defineix un model de microxarxa convencional (AC), el que inclou un dimensionat d’una microxarxa (AC) d’un sistema típic (font de generació, punt de consum i emmagatzematge). Tanmateix s’ha buscat un disseny representatiu capaç de simular el comportament d’aquesta microxarxa. Aquest serà el punt de referència arran del qual es passa a determinar un model similar, amb la particularitat que funcioni en DC (amb bus de distribució DC). Arribat a aquest punt, es valora amb els resultats obtinguts com aquests dos sistemes són capaços de funcionar d’una forma molt similar, salvant algunes distàncies, com per exemple els elements que conjunten el sistema. El panorama energético a nivel global cada vez resulta más estricto en frente a la incorporación de las energías renovables, tanto a nivel doméstico como en el ámbito de producción masiva de energía (compañías eléctricas), lo que está provocando cambios importantes en el paradigma de la energía, con finalidad de extinguir las energías contaminantes tan perjudiciales para el planeta. Este hecho está provocando que las energías renovables jueguen cada vez un papel más fundamental en la obtención de energía eléctrica, vital e insustituible para nuestras vidas. El presente documento tiene como objetivo principal el diseño de una microrred, formada por una fuente de generación local a partir de paneles solares, almacenamiento eléctrico a partir de baterías y uno (o varios) puntos de consumo. Con una especial particularidad, que esta microrred sea capaz de operar en corriente continua, y no en corriente alterna, modelo que está completamente estandarizado a día de hoy en gran parte del mundo. El proyecto en cuestión pretende valorar la viabilidad de funcionamiento de esta microrred. El análisis se realiza a través de un modelo teórico que permitirá la obtención del comportamiento de la microrred realizando las simulaciones pertinentes. Primero se procede a analizar el comportamiento de la microrred de referencia (AC), para después poder comparar con el modelo adaptado en DC a partir del cual se podrán valorar los resultados y extraer la valoración que proceda. Se define un modelo de microrred convencional (AC), que incluye un dimensionado de una microrred (AC) de un sistema típico (fuente de generación, punto de consumo y almacenamiento). Se ha buscado un diseño representativo capaz de simular el comportamiento de esta microrred. Este será el punto de referencia a partir del cual se pasa a determinar un modelo similar, con la particularidad de que funciona en DC (con bus de distribución DC). Llegado a este punto, se valora con resultados obtenidos como estos dos sistemas son capaces de funcionar de forma muy similar, salvando algunas distancias, como por ejemplo los diferentes elementos que conjuntan el sistema. Nowadays, the global energetic System is being more restrictive because of the incorporation of renewable energies on matter both domestic or industrial level. That’s producing several changes in the way we understand the energetic System, and the next step is to avoid using noncontaminant feed materials for the environment to produce energy to make way for renewable energies. This fact is causing the renewable energies to play an important role for the obtaining of electrical energy, essential and irreplaceable for our lives. The goal of the present document is the design of a micro-grid, build it by solar panels, electrical batteries, and a load (or more than one). The most valuable particularity of this project is to design this micro-grid and make this one able to work with direct current instead of AC power, which has been standardized in all regions in the world. The actual project wants to prove the technical viability of the micro-grid working with a DC BUS. The analysis will be done by a theorical model, which will let us obtain the behavior of the microgrid through the simulations. The analysis will start with the simulation of the micro-grid working with AC BUS and will end with the simulation of the micro-grid with DC BUS. Once the simulations are over, and then draw the relevant conclusions. It is defined a conventional model of AC micro-grid, which includes a micro-grid dimensioned (AC) of a typical system (generations source, load and storage system). However, a representative model has been sought able to simulate the behaviour of this micro-grid. This will be the reference point which a similar model is determined, with the particularity that it works in DC (DC distribution bus). Reached this point, is valued with the results obtained, how these two systems are able to work in a similar way, saving some distance, for example the elements that forms the system.

Aquest treball de fi de grau pretén el disseny i la implementació de un convertidor estàtic de energia elèctrica, per al processament d’energia de un panell fotovoltaic a una micro-xarxa elèctrica. Per tal de realitzar la implementació del control, s’ha volgut dissenyar el control per la implementació en una DSP. Primer s’ha volgut fer un estudi dels elements que componen el control de un sistema d’aquest tipus, exposant els elements que intervenen en el sistema així com els elements que componen tot el control. Després s’han definit els elements que componen el sistema i s’ha parametritzat segons el estudi dels recursos de hardware i software disponibles. Per tal de poder validar el correcte funcionament del disseny, es pretén utilitzar el entorn de simulació de PSIM. Aquest entorn de simulació, permet la fàcil implementació en la DSP que permet controlar el sistema a partir dels paràmetres que es troben introduïts en les diferents simulacions realitzades amb elsoftware de simulació. Un cop definit els elements de control del sistema, es dissenya la PCB d’acord al prototip que es vol implementar i s’explica els elements que formen part del sistema d’adquisició de dades.

La evolución del actual modelo energético hacia uno más eficiente y ecológico es uno de los grandes retos a afrontar por la humanidad en el presente siglo. Las micro-redes, la gestión energética y la generación renovable a pequeña escala se presentan como una herramienta fundamental para cumplir con los objetivos de la Directiva 2012/27/UE. Este proyecto tiene como finalidad determinar los criterios de gestión energética más adecuados para una micro-red eléctrica doméstica con autoconsumo fotovoltaico. Se analiza el mercado y el marco regulatorio del sistema eléctrico español con el objetivo de evaluar la situación actual del país y las consecuencias que esto supone para la implantación de sistemas de gestión energética con autoconsumo fotovoltaico. Teniendo en cuenta el mercado y el marco regulatorio del sistema eléctrico, se han simulado varios escenarios mediante distintos criterios de gestión con valores reales de consumo y generación fotovoltaica. A partir de los resultados obtenidos, se han extraído conclusiones sobre cuáles son los criterios energéticos óptimos a seguir según la situación actual para una micro-red eléctrica doméstica.

El model energètic emprat a escala mundial fins a l’actualitat es basa en els combustibles fòssils, comportant greus problemes mediambientals que han obligat a la humanitat a la cerca d’alternatives per a la generació d’energia elèctrica. La transició cap a un model energètic totalment renovable i sostenible passa per la popularització de sistemes energètics tal com les microxarxes. Una microxarxa té com a font principal d’energia un o més recursos energètics renovables. A més a més, solen incorporar una font d’energia convencional, com un generador dièsel, com a suport, la qual cosa dóna lloc a una microxarxa híbrida. Els sistemes energètics híbrids són clau per dur a terme la transició comentada mentre no es millorin els sistemes d’emmagatzematge que permetin la utilització completa dels recursos renovables. Aquest projecte consisteix a estudiar una microxarxa elèctrica híbrida en corrent altern, la qual està aïllada de la xarxa elèctrica. L’objectiu principal del treball és minimitzar l’ús del generador dièsel de suport amb finalitats econòmiques i mediambientals, combinant els diferents recursos energètics i un sistema d’emmagatzematge per a satisfer les necessitats de consum. A banda de l’estudi teòric, es realitzarà una comprovació pràctica amb l’equipament del laboratori E3PACS de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est

El trabajo consiste en la realización de un sistema inversor (convertidor DC-AC) controlado mediante un microcontrolador (Arduino, DAQ de National Instruments o similar), utilizando unos módulos híbridos de IGBT (STGIPL14K60, PS21965-ST, PM50RL1A060) que permita su operativa como inversor de red para sistema fotovoltaico o almacenamiento de energía