Aprèn - Oriol Batiste Boleda

In the first part, I've done a description of the world's energy needs that help us understand where we are and why we need to accelerate the resolution of the damage caused by climate change. After that, I analyzed the cost of photovoltaic energy (€/kWh) for self-consumption in several environments: off-grid, domestic, commercial and utility-scale. To carry out this analysis, I have studied in detail eight successful cases. I have done it by understanding the LCOE (Levelized cost of electricity) calculation methodologies used by Lazard, a multinational company specializing in financial advice and asset management; I have immersed myself in the publications of the futures markets of the electricity sector to be able to calculate the investment return time, the ROI, I have used tools such as PVGIS (photovoltaic geographical information system) owned by the European Commission which calculates the expected photovoltaic energy generated at each point on the surface planet and above all, a lot of fieldwork, looking for cases that I thought might be relevant and getting the collaboration of CEOs, general managers, technology directors, project managers and individual people who told me about their projects so that I could analyze them.

Primerament faig una descripció de la situació energètica mundial que ens permetrà entendre on som i per què ens hem d'afanyar a resoldre els efectes nocius que ens provoca el canvi climàtic. Amb aquesta perspectiva, em centro a continuació en un anàlisi del cost de l'energia fotovoltaica (€/kWh) en diferents escenaris: off grid, residencial, industrial i utility-scale. Per fer aquest anàlisi he estudiat en detall tuit casos d'èxit i ho he fet entenent metodologies de càlcul LCOE (levelized cost of electricity) que utilitza Lazard, empresa multinacional especialitzada en assessorament financer i gestió d'actius; m'he submergit en les publicacions dels mercats de futurs del sector elèctric per calcular el temps de retorn de la inversió, l'anomenat ROI; he utilitzat eines com PVGIS (photovoltaic geographical information system) propietat de la Comissió Europea que ens calcula l'energia fotovoltaica generada esperada en cada punt de la superfície del planeta i per sobre de tot, molta feina de camp, buscant el casos que he pensat que poden ser rellevants i aconseguir la complicitat dels CEOs, directors generals, directors tecnològics, caps de projecte i particulars que m'han explicat el seus projectes perquè els pogués analitzar.

Empiezo con una descripción de la situación energética mundial que nos permite entender dónde estamos y porque hemos de acelerar el reparo de los efectos nocivos que el cambio climático está provocando. Con esta perspectiva, me centro a continuación en el análisis del coste de la energia fotovoltaica (€/kWh) en distintos escenarios: off grid, residencial, industrial y gran escala. Para realizar este análisis, he estudiado al detalle ocho casos de éxito y lo he hecho entendiendo metodologias de cálculo LCOE (levelized cost of electricity) que utiliza Lazard, empresa multinacional especializada en asesoramiento financiero y gestión de activos; me he sumergido en las publicaciones de los mercados de futuros del sector eléctrico para calcular el tiempo de retorno de la inversion, el ROI; he utilizado herramientas como PVGIS (photovoltaic geographical information system) propiedad de la Comisión Europea que nos calcula la energia fotovoltaica generada esperada en cada punto de la supeficie del planeta, y por encima de todo, mucho trabajo de campo, buscando los casos que he pensado que podían ser relevantes y conseguir la complicidad de CEOs, directores generals, directores tecnológicos, jefes de proyecto y particulares que me han explicado sus proyectos para que los pudiera analizar.

Bitcoin mining, the clean energy accelerator

Treball Final de Grau

Bosch Sarquella, Marc

Tutor/a - Director/a: Batiste Boleda, Oriol

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

The increase in the production of electricity from renewable sources, basically wind and solar, produces strong imbalances between instant production and demand. Currently we do not have systems for large-scale ematching of energy in the moments when supply exceeds demand. This can cause problems of stability in the electrical grid, and worsens the return on investment made in production facilities. This project aims to study the proposal to use surplus energy to mine Bitcoin, thus reducing the problems of overloading the electricity grid, and improving the economic return of renewable energy installations.

El incremento de la producción de energía eléctrica a partir de fuentes renovables, básicamente eólica y solar, produce fuertes desajustes entre la producción y la demanda instantáneas. Actualmente no disponemos de sistemas para el almacenamiento a gran escala de energía en los momentos donde la oferta supera la demanda. Esto puede producir problemas de estabilidad en la red eléctrica, y empeora el retorno de la inversión hecha en las instalaciones de producción. En este proyecto se quiere estudiar la propuesta de utilizar los excedente de energía para minar Bitcoin, reduciendo así los problemas de sobrecarga de la red eléctrica, y mejorando el retorno económico de las instalaciones de energías renovables.

L'increment del la producció d'energia elèctrica a partir de fonts renovables, bàsicamet eòlica i solar, produeix forts desajustos entre la producció i la demanda instantànies. Actualment no disposem de sistemes per a l'emagatzematge a gran escala d'energia ens els moments on la oferta supera la demanda. Això pot produeix problemes d'estabilitat els la xarxa elèctrica, i empitjora el retorn de la inversió feta en les instal.lacions de producció. En aquest projecte es vol estudiar la proposta d'utilitzar els excedent d'energia per a minar Bitcoin, reduïnt així els problemes de sobrecàrrega de la xarxa elèctrica, i millorant el retorn econòmic de les instal.lacions d'energies renovables.

Digital control of pre-turbulent flows in a Taylor-Couette device

Treball Final de Grau

Gil Bofill, Núria

Tutor/a - Director/a: Meseguer Serrano, Álvaro; Batiste Boleda, Oriol

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Transition to turbulence is one of the oldest problems yet to be solved in physics and engineering. Certain fluid systems are known to undergo a laminar-turbulent transition through a deterministic route of laminar flows of increasing complexity. For nearly a century, the Taylor-Couette flow between two coaxial cylinders, each rotating independently, has been the paradigm of this type of route to turbulence. The aim of this work is to reconstruct a Taylor-Couette machine and to design a digital closed-loop control system in order to obtain some object-of-study flows. The initial stage of the project consisted in recovering a very old Taylor-Couette machine that had been stored for over twenty-five years. The next step was to design software and interface electronics to control the rotations of the two cylinders. This has opened a wide variety of experiments that were almost impossible to perform in the old version. The new control system is accurately programmed to act very slowly, so the process by which the cylinders arrive to the desired velocity is quasi static. This gives full control over the flow regimes studied and also robustness in terms of the noises to which the system is subjected. Observed states include Taylor vortices, wavy vortices, modulated wavy vortices, laminar spirals, interpenetrating spirals, modulated interpenetrating spirals, spiral turbulence, a flow with intermittent turbulent spots and various combinations of these flows. The documented experiments are given as functions of the inner and outer cylinder Reynolds numbers, Ri and Ro respectively. In all explored cases, the results are in very good agreement with earlier experiments and with theoretical computational predictions and simulations.

La transición hacia la turbulencia es uno de los problemas más antiguos y aun sin resolver de la física y la ingeniería. Algunos sistemas de fluidos presentan una transición laminar-turbulenta como una ruta determinista de flujos laminares cada vez más complejos. Durante casi un siglo, el flujo de Taylor-Couette ha sido el paradigma de este tipo de rutas hacia la turbulencia. El objetivo de este trabajo es reconstruir una maquina de Taylor-Couette y diseñar un sistema de control digital en lazo cerrado con intención de obtener flujos que son objeto de estudio. La fase inicial del proyecto consistió en rehabilitar una maquina de Taylor-Couette muy vieja que había sido guardada durante veinticinco años. El siguiente paso fue diseñar un software y una interfaz electrónica para controlar las rotaciones de los dos cilindros de la maquina. Esto aumenta la oportunidad de una gran variedad de experimentos casi imposibles con la antigua versión de la máquina. El nuevo sistema de control está programado de manera precisa para actuar muy lentamente, de manera que el proceso a partir del cual los cilindros llegan a la velocidad deseada es cuasi estático. Así conseguimos el control total del flujo estudiado y también que el sistema sea robusto ante posible ruido. Los estados observados incluyen vórtices de Taylor, vórtices de Taylor ondulados, vórtices ondulados modulados, flujo en espiral, espirales interpenetrantes, espirales interpenetrantes modulados, espiral turbulenta, intermitencia de puntos turbulentos y otras combinaciones de estos flujos. Los experimentos documentados se dan en función de los números de Reynolds del cilindro interno y externo, Ri y Ro respectivamente. En todos los casos explorados los resultados concuerdan con autores anteriores: tanto las predicciones teóricas como las simulaciones computacionales.

La transició cap a la turbulència és un dels problemes més antics i encara sense resoldre de la física i l'enginyeria. Alguns sistemes de fluids presenten una transició laminar-turbulenta com una ruta determinista de fluxos laminars cada vegada més complexos. Durant gairebé un segle, el flux de Taylor-Couette entre dos cilindres coaxials de rotació independent ha estat el paradigma d'aquest tipus de rutes cap a la turbulència. L'objectiu d'aquest treball és reconstruir una màquina de Taylor-Couette i dissenyar un sistema de control digital en llaç tancat amb intenció d'obtenir fluxos que són objecte d'estudi. La fase inicial del projecte va consistir a rehabilitar una màquina de Taylor-Couette molt vella que havia estat guardada durant vint-i-cinc anys. El següent pas va ser dissenyar un programari i una interfície electrònica per controlar les rotacions dels dos cilindres. Això ha fet augmentar l'oportunitat d'una gran varietat d'experiments que eren gairebé impossibles de dur a terme amb la versió antiga de la màquina. El nou sistema de control està programat de manera precisa per actuar molt lentament, de manera que el procés a partir del qual els cilindres arriben a la velocitat desitjada és quasi-estàtic. Així aconseguim el control total del flux estudiat i també que el sistema sigui robust davant de possibles sorolls. Els estats observats inclouen vòrtex de Taylor, vòrtex de Taylor ondulats, vòrtex ondulats modulats, flux en espiral, espirals interpenetrants, espirals interpenetrants modulats, espiral turbulenta, intermitència de punts turbulents i diverses combinacions d'aquests fluxos. Els experiments documentats es donen en funció dels nombres de Reynolds del cilindre intern i extern, Ri i Ro respectivament. En tots els casos explorats els resultats concorden amb autors anteriors: tant les prediccions teòriques com les simulacions computacionals.

Simulación y optimitzación económica mediante la gestión de la demanda en un sistema fotovoltaico

Treball Final de Grau

Moyano Rey, Daniel

Tutor/a - Director/a: Batiste Boleda, Oriol

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

The constant increase in the price of the electricity bill and the decrease in the prices of photovoltaic modules makes self-consumption of electricity from solar panels increasingly feasible and attractive to the consumer. Despite this, it is also necessary to take into account several aspects that can be problematic when installing a photovoltaic system, such as the cost of the initial investment, the need to store the energy that is not consumed or the geographical area in which the installation is located. In order to make an analysis of economic viability as real as possible, it is important to have real-time power consumption data, and that is why one of the pillars of the project is the development of a device that allows us to track the electricity consumption of a home with samples every second.

El constante aumento del precio de la factura de la luz y el descenso de los precios de los módulos fotovoltaicos hace que el autoconsumo eléctrico a partir de placas solares sea cada vez más factible y atractivo para el consumidor. A pesar de esto, también hay que tener en cuenta varios aspectos que pueden resultar problemáticos a la hora de instalar un sistema fotovoltaico, como el coste de la inversión inicial, la necesidad de almacenar la energía que no se consume o la zona geográfica en la que se encuentre la instalación. Para conseguir hacer un análisis de la viabilidad económica lo más real posible es importante contar con datos de consumo de potencia a tiempo real, y es por ello que uno de los pilares del proyecto es el desarrollo de un dispositivo que nos permita consultar el consumo eléctrico de un hogar con muestras cada segundo.

El constant augment del preu de la factura de la llum i la baixada dels preus dels mòduls fotovoltaics fa que l'autoconsum elèctric a partir de plaques solars sigui cada vegada més factible i atractiu per al consumidor. Malgrat això, també s'ha de tenir en compte alguns aspectes que poden resultar problemàtics a l'hora d'instal·lar un sistema fotovoltaic, com el cost de la inversió inicial, la necessitat d'emmagatzemar l'energia que no es consumeix i la zona geogràfica en la qual es trobi la instal·lació. Per aconseguir fer un anàlisi de la viabilitat econòmica lo més real possible és important comptar amb dades de consum de potència a temps real, i es per això que un dels pilars del projecte és el desenvolupament d'un dispositiu que ens permeti consultar el consum elèctric d'una llar amb mostres cada segon.

Simulació i optimització econòmica d'un sistema fotovoltaic amb acumulació d'energia

Treball Final de Grau

Delgado de la Puente, Christian

Tutor/a - Director/a: Batiste Boleda, Oriol

Data de publicació: 2018

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Currently, the cost of photovoltaic systems make the generated electricity have a competitive cost in comparison with the price paid in a conventional electrical installation. The main problem is that in the typical photovoltaic systems the electricity has to be fully used otherwise it will be an energy loss. The motivation of this project is to analyse, from an economical point of view, the feasibility of using methods to store energy for example batteries. The differentiating fact of this project towards other actual simulating software is the pretension to perform an instantaneous analysis that is obtaining consumption data in the lowest possible interval to achieve economic feasibility data as accurate as possible.

Actualmente el coste de una instalación fotovoltaica hace que la electricidad generada tenga un coste competitivo con el precio que se paga en una instalación eléctrica convencional. El problema es que en las instalaciones fotovoltaicas típicas, la electricidad generada se tiene que usar al completo ya que en caso contrario es una pérdida de energía. La motivación de este proyecto es analizar desde el punto de vista económico la viabilidad de uso de métodos para almacenar energía como por ejemplo baterías. El hecho diferenciador de este proyecto respecto a otros softwares de simulación actuales, es la pretensión de realizar un análisis instantáneo, es decir, obtener datos de consumo en el menor intervalo posible para conseguir datos de viabilidad económica ajustadas al máximo detalle.

Actualment el cost d'una instal·lació solar fotovoltaica fa que l'electricitat generada tingui un cost competitiu amb el preu que es paga en una instal·lació elèctrica convencional. El problema és que en les instal·lacions fotovoltaiques típiques l'electricitat generada s'ha d'utilitzar al complet ja que en cas contrari és una pèrdua d'energia. La motivació d'aquest projecte és analitzar des del punt de vista econòmic la viabilitat de utilització de mètodes per emmagatzemar energia com per exemple bateries. El tret diferenciador d'aquest projecte envers altres software de simulació actuals, és la pretensió de realitzar un anàlisis instantani, és a dir, obtenir dades de consum en el menor interval possible per aconseguir dades de viabilitat econòmica acurades al màxim detall.

Estudi de la visió estereoscòpica i implementació d'un sistema de visualització 3D

Treball Final de Grau

Álvarez Bruach, Gerard

Tutor/a - Director/a: Álvarez Muñoz, José Luis; Batiste Boleda, Oriol

Data de publicació: 2017

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

El presente TFG surge de la motivación de aplicar conocimientos adquiridos durante estos años en la ETSETB en un proyecto relacionado con la tridimensionalidad. En el TFG hemos realizado un Sistema que obtiene imágenes para su visualización estereoscópica (visión en 3D) a través de dos webcams. Para darle una mayor versatilidad en posibles aplicaciones futuras, estas cámaras posicionan su dirección de visión con un motor paso a paso (NEMA 17) controlado a través de una placa Arduino y el driver propio del motor. Todo ello está dirigido por una Raspberry Pi que a su vez realiza las funciones de Servidor para la transmisión de las imágenes y la recepción de las órdenes exteriores del usuario. Esta comunicación y transmisión entre usuario y sistema para la obtención de las imágenes se realiza vía WiFi, creando una WEB que permite la visualización de dichas imágenes en diferentes dispositivos. Para entender el proceso de visionado en 3D hemos idos a la Facultad de Óptica y Optometría de Terrassa, para aprender los fundamentos de la visión binocular, y poder realizar un estereoscopio que nos permite visionar en 3D las imágenes generadas por nuestro sistema. Igualmente hemos realizado un estudio sobre la capacidad de visión de un grupo de personas para validar que el proyecto que estamos proponiendo puede ser visionado por la gran mayoría de la población.

El present TFG sorgeix de la motivació d'aplicar coneixements adquirits durant aquests anys a l'ETSETB en un projecte relacionat amb la tridimensionalitat. En el TFG hem realitzat un Sistema que obté imatges per a la seva visualització estereoscòpica (visió en 3D) a través de dues càmeres web. Per a una major versatilitat en possibles aplicacions futures, aquestes càmeres posicionen la seva adreça de visió amb un motor pas a pas (NEMA 17) controlat a través d'una placa Arduino i el controlador propi del motor. Tot això està dirigit per una Raspberry Pi que al seu torn realitza les funcions de Servidor per a la transmissió de les imatges i la recepció de les ordres exteriors de l'usuari. Aquesta comunicació i transmissió entre usuari i sistema per a l'obtenció de les imatges es realitza via WiFi, creant una WEB que permet la visualització d'aquestes imatges en diferents dispositius. Per entendre el procés de visionat en 3D hem anat a la Facultat d'Òptica i Optometria de Terrassa, per aprendre els fonaments de la visió binocular, i poder realitzar un estereoscopi que ens permet visionar en 3D les imatges generades pel nostre sistema. Igualment hem realitzat un estudi sobre la capacitat de visió d'un grup de persones per validar que el projecte que estem proposant pot ser visionat per la gran majoria de la població.

The motivation to make this TFG is to apply the knowledge acquired during these years in the ETSETB in a project related with 3D technology In the present TFG we have realized a System that obtains images for its stereoscopic visualization (vision in 3D) through two webcams. To give you greater versatility in possible future applications, these cameras position their vision direction with a stepper motor (NEMA 17) controlled through an Arduino board and the own motor driver. All this is supervised by a Raspberry Pi which in turn perform the functions of Server for the transmission of the images and the reception of the external orders of the user. This communication and transmission between user and system to obtain the images are done via WiFi, creating a WEB that allows the visualization of these images in different devices. To understand the process of 3D viewing we have gone to the Faculty of Optics and Optometry of Terrassa, to learn the basics of binocular vision, and to make a stereoscope that allows us to 3D view the images generated by our system. We have also made one study with one group of people to validate that this proposed project can be viewed by the vast majority of the population.