Maestría en Energías Renovables

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    Diseño de un sistema de micro generación de energía a partir de hidrógeno verde solar para una granja avícola ubicada el municipio de Bituima - Cundinamarca
    (2025-04-08) Aldana Mayorga, Daniel Felipe; Álvarez Vera, Diego Alberto; Cantillo Cuello, Nelly Margareth
    Este proyecto se enfoca en una granja avícola ubicada en el municipio de Bituima, en el departamento de Cundinamarca, con un consumo promedio de 3.400 kWh/mes. La operación de esta granja depende críticamente de un suministro eléctrico constante para sus sistemas de ventilación y alimenticos para las aves. La falta de energía que se da por los cortes en la red del SIN (Sistema Energético Nacional Colombiano), puede generar pérdidas económicas significativas debido a la mortalidad de las aves, por la fata de comida e hidratación, afectando la rentabilidad del negocio. Para abordar esta problemática, y obtener una solución de generación de electricidad por medio de fuentes renovables, se realizan los cálculos, simulación y el diseño un sistema de micro generación de energía sostenible basado en un sistema fotovoltaico que permitirá por medio de un electrolizador la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis. El sistema tiene una capacidad instalada para suplir la demanda eléctrica requerida en la granja avícola, garantizando además un margen de crecimiento a futuro del 20%. Además, se evaluó la viabilidad técnica y financiera del proyecto, considerando las eficiencias y el derating de los componentes para optimizar la producción de hidrógeno.
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    Evaluación del potencial y desafíos para la implementación de una estación de generación de hidrógeno de bajas emisiones para un sistema de transportes terrestre intermunicipal (STTI)
    (2025-03-13) Ibáñez Peña, Fransiner Ricardo; Terraza Velásquez, Miguel Alexei; Cantillo Cuello, Nelly Margareth
    En este documento se evalúa el potencial de implementación de un sistema de generación de hidrógeno verde para un sistema de transporte terrestre intermunicipal en Colombia. Se determinaron las cinco terminales del país con mayores posibilidades de implementar una estación generadora de hidrógeno de bajas emisiones, identificando el Terminal de Transporte de Bogotá sede Salitre como el más opcionado, dada la mayor área disponible para la instalación de los paneles solares, la mayor cantidad de despachos de buses y la mayor cantidad de pasajeros movilizados y las condiciones de irradiancia solar de la terminal. En esta terminal se dimensionó un sistema fotovoltaico de 3,4 GW año, que puede suplir energía para un electrolizador de tecnología PEM, capaz de producir hasta 215 kg H2/día. Se modelaron tres escenarios: a) Sistema Solar fotovoltaico con almacenamiento de energía en baterías (SAEB); b) abastecimiento a partir de red eléctrica; c) Sistema Solar fotovoltaico con red eléctrica; y se evaluaron económicamente cinco opciones de electrolizadores, obteniendo costos nivelados de hidrógeno que oscilaron entre USD$6,52 y USD$31,7 por kg H2. Se propone un modelo conceptual de una estación de generación de hidrógeno bajas emisiones para un sistema transporte terrestre intermunicipal que puede llegar a ser implementado en cualquier terminal de transporte. En este estudio se estimaron 18.240 buses susceptibles de demandar 337,6 toneladas diarias de H2. Aquí se establece que para el escalamiento de este tipo de proyecto estaría dentro de lo establecido en la meta de la Hoja de Ruta del Hidrógeno, que para el año 2050 proyecta 3.260 toneladas diarias de hidrogeno.
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    Acceso Abierto
    Análisis de la factibilidad técnica y económica para la producción de biogás en Mesitas del Colegio mediante la digestión de residuos sólidos biodegradables
    (2025-04-08) Mejía Hernandez, Jeison Andrés; Guerrero Vergel, Dagoberto; Beltrán Parada, Vivian Estefania; Gómez Galindo, María Fernanda
    El presente proyecto plantea un estudio de factibilidad técnica y económica para la implementación de un sistema de digestión anaeróbica en el municipio de Mesitas del Colegio del departamento de Cundinamarca, el cual permitirá gestionar los residuos orgánicos biodegradables generados en la producción de la cosecha del banano. El propósito de este proyecto surge a partir de la necesidad de abordar los desafíos ambientales como el aprovechamiento de residuos, y a servicios esenciales como el suministro de Gas Natural en el municipio de Mesitas del Colegio, debido a el acceso limitado de los mismos, el cual surge a partir de la ausencia de conexiones a la tubería del gas natural del municipio al sistema nacional de transporte (RED) y la conexión de tuberías a algunas viviendas. Así mismo, el transporte Gas Natural virtual (GNC) se ha visto limitado por la infraestructura vial de acceso al municipio (vías angostas y concurridas), lo cual genera que los habitantes recurran a alternativas más costosas y menos eficientes, afectando negativamente su calidad de vida y su crecimiento económico. El estudio cuenta con i) la indagación preliminar sobre el uso de los residuos orgánicos agrícolas para la generación de biogás en municipio de Mesitas, ii) el análisis de las características físicas y químicas del cultivo seleccionado, iii) el cálculo determinante en el potencial de digestión anaeróbica para la generación de biogás incluyendo el aprovechamiento de los residuos en etapa de cosecha y post cosecha a nivel municipal y por finca/residencia, iv) el diseño de digestores para los escenarios municipal y por finca/residencia, finalmente, v) se presenta la viabilidad técnica y económica del sistema de digestión anaeróbica dimensionado. De acuerdo con lo anterior, el proyecto busca ofrecer soluciones innovadoras para la gestión de residuos y la satisfacción de servicios esenciales, que genere beneficios económicos y sociales tangibles para la comunidad local, promoviendo prácticas más eficientes y sostenibles en el manejo de estos, incursionando en el uso de fuentes de energía renovable, beneficiando tanto al ambiente como al desarrollo sostenible del municipio.
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    Acceso Abierto
    Vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva para el desarrollo de proyectos de innovación energética. Estudio de caso: densificación de biomasa residual
    (2025-02-04) Feo Duitama, John Elkin; Archila López, Vanessa; Buitrago Lozano, José Ricardo
    Esta investigación propone un portafolio de tecnologías para la densificación de biomasa residual en Colombia, con el objetivo de impulsar proyectos de innovación en sistemas de peletización, briquetización u otros para usos térmicos e industriales. El estudio se basa en la Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva (VTIC) para identificar tecnologías que permitan aprovechar el potencial de la biomasa residual en Colombia, un recurso subutilizado a pesar de la creciente demanda mundial de biocombustibles densificados como los pellets. Se abordan las barreras, como la falta de inversión en I+D, la ausencia de un marco regulatorio sólido y la competencia con otros usos de la biomasa. La investigación se enmarca en los conceptos de innovación, Vigilancia Tecnológica (VT) e Inteligencia Competitiva (IC), revisando sus definiciones, procesos e importancia en la gestión de la I+D+i. Se analizan las normas UNE 166000, las NTC 5800, 5801, 5802 y la GTC 186, que establecen los requisitos para la gestión de la I+D+i y la VT. Se realizó una búsqueda de información científica y tecnológica en bases de datos como Scopus y Lens, utilizando palabras clave y criterios técnicos para la selección de patentes relevantes. Las patentes se analizaron mediante un análisis multicriterio, considerando su aplicabilidad en Colombia, la eficiencia energética, la escalabilidad y la generación de subproductos. Como resultado, se identificaron 15 patentes con potencial para ser implementadas en Colombia, la mayoría de China, un par de Estados Unidos y una de Rumania. Se analizó la información de las patentes a través de gráficos y datos. Se encontró que China lidera la innovación en el campo de la densificación de biomasa. La investigación concluye que la VTIC es una herramienta fundamental para la innovación en el sector energético y propone un portafolio de tecnologías para la densificación de biomasa residual en Colombia, con el potencial de contribuir a la diversificación energética y al desarrollo sostenible. Se recomienda profundizar en el análisis técnico y económico de las patentes seleccionadas, adaptar las tecnologías a las condiciones locales, y fomentar la colaboración entre universidades, centros de investigación y empresas.
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    Evaluación de la eficiencia energética de un sistema de generación de energía solar fotovoltaica de gran escala en el noroeste de Colombia empleando algoritmos de inteligencia artificial
    (2024-12-12) Cuan Ferla, Jairo Alejandro; Pérez Huertas, Fabián Oswaldo; Orjuela Cañón, Álvaro David
    La eficiencia energética aplicada a sistemas de generación permite controlar los efectos negativos como pérdidas de energía. A partir de este enfoque, el presente trabajo de investigación evalúa los datos medidos y generados en sitio mediante algoritmos de inteligencia artificial (IA) de un sistema de generación de energía solar fotovoltaica de gran escala en el noroeste de Colombia, con el fin de predecir comportamientos en los datos de generación de energía y optimizar la operación del sistema. El proyecto aborda aspectos técnicos y teóricos del procesamiento de datos, así como del uso de modelos de regresión predictivos en el campo de la generación de energía solar. Los resultados de este proyecto tienen implicaciones relevantes para el desarrollo de estrategias que incluyan la mejora de la eficiencia operativa y la maximización de la generación de energía, asegurando un suministro constante y confiable.