Aprèn - Antonio Miguel López Martínez

La demanda creixent de fonts d'energies sostenibles ha portat a investigar tecnologies que utilitzen eficientment els recursos naturals. En aquest context, l'energia marina sorgeix com una alternativa renovable als combustibles fòssils, aprofitant diverses fonts com ara onades, marees i variacions de temperatura a l'oceà. Aquest treball s'enfoca a l'extracció d'energia a partir de canvis tèrmics al mar mitjançant un cicle de Rankine, i proposa alhora el disseny d'una planta OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) que també permeti la potabilització d'aigua marina . Els objectius del projecte inclouen, l'estudi del cicle de Rankine, la comparació de la tecnologia OTEC amb altres fonts marines, esbrinar si la nostra planta teòrica es podria realitzar a la pràctica i la compressió dels processos de dessalinització. La planta se situarà en una ubicació costanera adequada, específicament a Palawan, Filipines. Comptarà amb sistemes per captar aigua de mar, un cicle OTEC híbrid que utilitza amoníac com a fluid de treball i un sistema de tractament per garantir la qualitat de l'aigua potable. A més, es desenvoluparà una maqueta explicativa del cicle de Rankine i es realitzarà un monitoratge de temperatura a l'evaporador, complementant amb un model simulat a Matlab, per facilitar la comprensió del cicle.

La creciente demanda de fuentes de energías sostenibles, ha llevado a investigar tecnologías que utilizan eficientemente los recursos naturales. En este contexto, la energía marina, surge como una alternativa renovable a los combustibles fósiles, aprovechando diversas fuentes como olas, mareas y variaciones de temperatura en el océano. Este trabajo, se enfoca en la extracción de energía a partir de cambios térmicos en el mar mediante un ciclo de Rankine, y propone a su vez, el diseño de una planta OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) que también permita la potabilización de agua marina. Los objetivos del proyecto incluyen, el estudio del ciclo de Rankine, la comparación de la tecnología OTEC con otras fuentes marinas, averiguar si nuestra planta teórica se podría realizar en la práctica y la compresión de los procesos de desalinización. La planta se situará en una ubicación costera adecuada, específicamente en Palawan, Filipinas. Contará con sistemas para captar agua de mar, un ciclo OTEC híbrido que utiliza amoníaco como fluido de trabajo, y un sistema de tratamiento para garantizar la calidad del agua potable. Además se desarrollará una maqueta explicativa del ciclo de Rankine y se realizará un monitoreo de temperatura en el evaporador, complementando con un modelo simulado en Matlab, para facilitar la comprensión del ciclo.

The growing demand for sustainable energy sources has led to research into technologies that make efficient use of natural resources. In this context, marine energy emerges as a renewable alternative to fossil fuels, taking advantage of diverse sources such as waves, tides and temperature variations in the ocean. This work focuses on the extraction of energy from thermal changes in the sea by means of a Rankine cycle, and proposes the design of an OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) plant that also allows the purification of seawater. The project objectives include studying the Rankine cycle, comparing OTEC technology with other marine sources, finding out whether our theoretical plant could be implemented in practice, and understanding desalination processes. The plant will be located in a suitable coastal location, specifically in Palawan, Philippines. It will have systems to capture seawater, a hybrid OTEC cycle using ammonia as the working fluid, and a treatment system to ensure drinking water quality. In addition, an explanatory model of the Rankine cycle will be developed and a temperature monitoring of the evaporator will be carried out, complemented with a model simulated in Matlab, to facilitate the understanding of the cycle.

ELECTRÒNICA DIGITAL (Prova 2n quadrimestre): Revaluación-2024 Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA DIGITAL - 340123

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ELECTRÒNICA DIGITAL (Prova 2n quadrimestre): EX1B (final) Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA DIGITAL - 340123

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Sistema autónomo de caracterización, monitorización y control de paneles solares

Projecte Final de Màster Oficial

Li, Jiahui

Tutor/a - Director/a: Ramos Lara, Rafael Ramón; López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Temperature control and monitoring with Peltier cells

Trabajo final de grado

Martínez Valencia, Madelaine Maite

Tutor/a - Director/a: López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Aquest projecte explora el disseny i implementació d'un sistema de control i monitoratge de temperatura utilitzant cèl·lules Peltier, un microcontrolador i tecnologia al núvol. El sistema té com a objectiu proporcionar una regulació de temperatura eficient i dinàmica, integrant dades en temps real de sensors de temperatura amb una interfície basada en el núvol per a monitoratge i control remot. Els components clau inclouen un mòdul Peltier per a refredament termoelèctric, un microcontrolador ESP32 per al processament de dades i la plataforma Arduino Cloud per a la connectivitat. El sistema està dissenyat per a abordar les limitacions dels mètodes de refredament tradicionals, com les bosses de gel, oferint una solució més controlada i eficient energèticament. Les cèl·lules Peltier permeten ajustaments precisos de temperatura, mentre que la interfície al núvol permet als usuaris monitoritzar i ajustar configuracions de forma remota, millorant la conveniència de l'usuari i reduint el consum d'energia. La flexibilitat del sistema el fa adequat per a diverses aplicacions, des de la refrigeració domèstica fins a entorns especialitzats que requereixen un control de temperatura rigorós. Els resultats experimentals demostren la capacitat del sistema per mantenir eficaçment les temperatures desitjades, amb freqüències operatives més altes millorant el rendiment de refredament. L'estratègia de control ON/OFF implementada assegura un consum mínim d'energia mentre s'aconsegueixen les temperatures objectiu. Aquest projecte destaca el potencial d'integrar tecnologies modernes amb principis d'enginyeria clàssica per desenvolupar solucions de refredament innovadores i sostenibles. El treball futur se centrarà a refinar el rendiment del sistema mitjançant la incorporació d'algoritmes de control avançats, com el control predictiu basat en PID o aprenentatge automàtic, per optimitzar encara més l'eficiència energètica i la capacitat de resposta. Aquest projecte representa un pas significatiu cap a la refrigeració intel·ligent i sostenible, oferint valuosos coneixements per al desenvolupament de sistemes de refredament de pròxima generació.

Este proyecto explora el diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo de temperatura utilizando celdas Peltier, un microcontrolador y tecnología en la nube. El sistema tiene como objetivo proporcionar una regulación de temperatura eficiente y dinámica, integrando datos en tiempo real de sensores de temperatura con una interfaz basada en la nube para monitoreo y control remoto. Los componentes clave incluyen un módulo Peltier para enfriamiento termoeléctrico, un microcontrolador ESP32 para el procesamiento de datos y la plataforma Arduino Cloud para la conectividad. El sistema está diseñado para abordar las limitaciones de los métodos de enfriamiento tradicionales, como las bolsas de hielo, ofreciendo una solución más controlada y energéticamente eficiente. Las celdas Peltier permiten ajustes precisos de temperatura, mientras que la interfaz en la nube permite a los usuarios monitorear y ajustar configuraciones de forma remota, mejorando la conveniencia del usuario y reduciendo el consumo de energía. La flexibilidad del sistema lo hace adecuado para diversas aplicaciones, desde la refrigeración doméstica hasta entornos especializados que requieren un control de temperatura riguroso. Los resultados experimentales demuestran la capacidad del sistema para mantener eficazmente las temperaturas deseadas, con frecuencias operativas más altas mejorando el rendimiento de enfriamiento. La estrategia de control ON/OFF implementada asegura un consumo mínimo de energía mientras se logran las temperaturas objetivo. Este proyecto destaca el potencial de integrar tecnologías modernas con principios de ingeniería clásica para desarrollar soluciones de enfriamiento innovadoras y sostenibles. El trabajo futuro se centrará en refinar el rendimiento del sistema mediante la incorporación de algoritmos de control avanzados, como el control predictivo basado en PID o aprendizaje automático, para optimizar aún más la eficiencia energética y la capacidad de respuesta. Este proyecto representa un paso significativo hacia la refrigeración inteligente y sostenible, ofreciendo valiosos conocimientos para el desarrollo de sistemas de enfriamiento de próxima generación.

This project explores the design and implementation of a temperature control and monitoring system using Peltier cells, a microcontroller, and cloud technology. The system aims to provide efficient and dynamic temperature regulation by integrating real-time data from temperature sensors with a cloud-based interface for remote monitoring and control. Key components include a Peltier module for thermoelectric cooling, an ESP32 microcontroller for data processing, and the Arduino Cloud platform for connectivity. The system is designed to address the limitations of traditional cooling methods, such as ice packs, by offering a more controlled and energy-efficient solution. The Peltier cells enable precise temperature adjustments, while the cloud interface allows users to monitor and adjust settings remotely, enhancing user convenience and reducing energy consumption. The system's flexibility makes it suitable for various applications, from household refrigeration to specialized environments requiring stringent temperature control. Experimental results demonstrate the system's ability to maintain desired temperatures effectively, with higher operational frequencies improving cooling performance. The ON/OFF control strategy implemented ensures minimal power consumption while achieving target temperatures. This project highlights the potential of integrating modern technologies with classical engineering principles to develop innovative and sustainable cooling solutions. Future work will focus on refining the system's performance by incorporating advanced control algorithms, such as PID or machine learning-based predictive control, to further optimize energy efficiency and responsiveness. This project represents a significant step toward smart and sustainable refrigeration, offering valuable insights for the development of next-generation cooling systems.

ELECTRÒNICA DIGITAL (Prova 2n quadrimestre): EX1 (parcial) Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA DIGITAL - 340123

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Sistema autónomo de producción y gestión de energía eléctrica utilizando hidrógeno controlado mediante tecnología IoT

Trabajo final de grado

Fernández Cides, Joel

Tutor/a - Director/a: López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Aquest projecte té com objectiu principal la generació eficient del corrent elèctric a travès d'un sistema integrat composat per un electrolitzador i una pila de combustible. La clau d'aquest procès rau en la descomposició de l'aigua, on l'electrolitzador realitza la separació de l'oxígen i hidrogen i la pila de combustible utilitza aquest elements per portar a cau reaccions de reducció y oxidació, generant d'aquesta manera energía elèctrica de manera sostenible. L'eficiència de tot al sistema es maximitza mitjançant l'implementació d'un sistema de monitorització constant. Aquest control exhaustiu es porta a cau mitjançant una xarxa de sensors estratègicament ubicats, actuadors i altres components electrònics. La interconnexió de aquests elements s'aconsegueix fent ús d'un microcontrolador i tecnología IoT, permetent un control precís i en temps real de cada component del sistema. El disseny d'aquest projecte ha estat meticulòs, abarcant des de la selecció i estudi detallat dels sensors i actuadors incloent la comprensió profunda de las propietats de l'hidrogen i el funcionament intrínsec de las pilas de combustible i l'electrolitzador. A més, s'ha dut a terme el disseny d'una placa electrònica PCB que compacta tots aquests elements a un espai reduït, garantizant que cada component compleix una funció essencial pel correcte funcionament del sistema. Un cop implementat, el sistema recopila dades continues a travès del sistema de control. Aquestes dades son sotmeses a un anàlisis per avaluar la eficiència del sistema en termes de generació d'energia. Aquesta perspectiva analítica, no només permet verificar la funcionalitat del sistema, sinó que també proporciona informació per possibles milloras del projecte. En resum, aquest projecte no només cerca generar energia de manera sostenible, sinó que també garantitzar un control eficient i ajudar a la millora en l'implementació d'aquesta tecnología.

Este proyecto tiene como objetivo principal la generación eficiente de corriente eléctrica a través de un sistema integrado compuesto por un electrolizador y una pila de combustible. La clave de este proceso radica en la descomposición del agua, donde el electrolizador realiza la separación del oxígeno e hidrógeno, y la pila de combustible utiliza estos elementos para llevar a cabo reacciones de reducción y oxidación, generando así energía eléctrica de manera sostenible. La eficiencia de todo el sistema se maximiza mediante la implementación de un sistema de monitorización constante. Este control exhaustivo se lleva a cabo mediante una red de sensores estratégicamente ubicados, actuadores y otros componentes electrónicos. La interconexión de estos elementos se logra mediante un microcontrolador y tecnología IoT, permitiendo un control preciso y en tiempo real de cada componente del sistema. El diseño de este proyecto ha sido meticuloso, abarcando desde la selección y estudio detallado de los sensores y actuadores hasta la comprensión profunda de las propiedades del hidrógeno y el funcionamiento intrínseco de las pilas de combustible y el electrolizador. Además, se ha llevado a cabo el diseño de una placa electrónica PCB que compacta todos estos elementos en un espacio reducido, garantizando que cada componente cumpla una función esencial para el correcto funcionamiento del sistema. Una vez implementado, el sistema recopila datos continuos a través del sistema de control. Estos datos son sometidos a análisis para evaluar la eficiencia del sistema en términos de generación de energía. Este enfoque analítico no solo permite verificar la funcionalidad del sistema, sino también proporciona información para posibles mejoras del proyecto. En resumen, este proyecto no solo busca generar energía de manera sostenible, sino también garantizar un control eficiente y ayudar a la mejora en la implementación de esta tecnología.

This project aims to efficiently generate electrical current through an integrated system consisting of an electrolyzer and a fuel cell. The key to this process lies in the decomposition of water, where the electrolyzer separates it into oxygen and hydrogen, and the fuel cell utilizes these elements to undergo reduction and oxidation reactions, thereby generating electrical energy sustainably. The efficiency of the entire system is maximized through the implementation of a continuous monitoring system. This thorough control is carried out using a network of strategically placed sensors, actuators, and other crucial electronic components. The interconnection of these elements is achieved through a microcontroller and IoT technology, enabling precise and real-time control of each component of the system. The design of this project has been meticulous, covering everything from the selection and detailed study of sensors and actuators to a deep understanding of the properties of hydrogen and the intrinsic functioning of fuel cells and electrolyzers. Additionally, the design of a PCB electronic board has been executed, compacting all these elements into a confined space, ensuring that each component serves an essential function for the proper operation of the system. Once implemented, the system collects continuous data through the control system. These data are subjected to analysis to evaluate the efficiency of the system in terms of energy generation. This analytical approach not only verifies the functionality of the system but also provides insights for potential improvements to the project. In summary, this project not only aims to generate energy sustainably but also to ensure efficient control and contribute to the continuous improvement in the implementation of this technology.

ESER. Examen final (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA EN LOS SISTEMAS DE ENERGÍAS RENOVABLES - 340671

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ESER. Examen parcial (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA EN LOS SISTEMAS DE ENERGÍAS RENOVABLES - 340671

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ELECTRÒNICA DIGITAL (Prova 2n quadrimestre): EX1B (final) Restricted access to the UPC academic community

Examen

López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

ELECTRÓNICA DIGITAL - 340123

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Monitorización del embarrado de cuadros eléctricos de media y alta tensión utilizando tecnología IoT

Trabajo final de grado

Chavarria Gough, Tania Rebeca

Tutor/a - Director/a: López Martínez, Antonio Miguel

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Un buen mantenimiento de las infraestructuras y elementos de distribución de la energía son primordiales para el buen funcionamiento de la red eléctrica. Un fallo, tiene graves consecuencias para las empresas a nivel económico por cortes en el subministro, reparaciones, parones, etc. Y para la sociedad, ya que se pueden evitar daños mayores como accidentes, incendios, daños personales, etc. Se ha visto la necesidad de realizar un mantenimiento frecuente y continuado de los embarrados de los cuadros eléctricos en estaciones y subestaciones de media y alta tensión, para detectar contactos defectuosos entre el propio embarrado y los cables eléctricos que pueden provocar un aumento de la temperatura y así evitar un mal funcionamiento y el peligro que ello conlleva. En este documento se estudia, implementa y diseña un prototipo de un sistema para la monitorización de la temperatura del embarrado de los cuadros eléctricos, mediante detección por sensores de infrarrojos, y la utilización de la tecnología IoT para garantizar un mantenimiento continuo, sin la necesidad de parar la actividad, ni de ninguna acción por parte del personal y a distancia desde cualquier lugar. Como resultado, se aumenta la disponibilidad y seguridad de la maquinaria, reduciendo al mínimo los tiempos de inactividad y los costes económicos.

Proper maintenance of energy infrastructure and electrical distribution equipment is essential to keep power networks up and running. As power failures have serious economic consequences for companies, due to power cuts, repairs, stoppages, etc. and they also have an impact on society, they must be avoided to prevent further losses, such as accidents, fires, and personal damage. It has become evident that the busbars in high and medium-voltage transformer stations and substations require frequent and continuous maintenance, to detect faulty contacts between the busbar itself and electrical cables, which could cause the temperature to rise, and thus prevent equipment failures and the danger this implies. The purpose of this document is to study, implement and design a prototype of a system that monitors the temperature of switchgear busbars by way of infrared sensor detection and IoT technology, to guarantee continuous maintenance without needing to stop the activity, nor requiring any action from staff and which can be controlled remotely from anywhere. Consequently, this increases the availability and safety of machinery, reducing downtime to a minimum and cutting costs.