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DATOS DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL |
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Nombre |
José Rafael Narvaez Altamiranda
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Nombre del perfíl |
Disciplinar - Grupos de investigación
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Grupo de investigación |
FICB-IUPG
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Línea de investigación |
Línea De Investigación En Educación Y Tecnología
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Equipo del proyecto |
| José Rafael Narvaez | Líder |
| Jaime Posada | Investigador |
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TÍTULO DEL PROYECTO |
PROTOTIPO DE ESTACIÓN AUTÓNOMA PARA MONITOREO AMBIENTAL EN EL POLITÉCNICO GRAN-COLOMBIANO.
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PALABRAS CLAVE |
Estación meteorotlógica, Sensores, adquisición de datos, instrumentación virtual, sistemas fotovoltaicos.
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OBJETIVOS DEL PROYECTO |
Diseñar e instalar una estación meteorológica autónoma con energía solar y diseñada bajo concepto de instrumentación virtual con capacidad para adquirir, almacenar, presentar y enviar los datos de manera inalámbrica del recurso solar, eólico, calidad de arire y variables climáticas para la evaluación de sistemas de generación con energías renovables.
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PERTINENCIA ESPISTEMOLÓGICA DEL PROYECTO |
Para poder en corto plazo evaluar el desempeño de sistemas fotovoltaicos i/o eólicos instalados en el campus del Politécnico Grancolombiano es necesario contar con una estación de monitoreo ambiental que junto con instrumentación adicional permita evaluar las eficiencias de los sistema de generación de los dispositivos que los componen.
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RELEVANCIA DEL PROYECTO PARA LA INSTITUCIÓN Y PARA LOS BENEFICIARIOS DEL PROYECTO |
Colombia es un país con 30.794.425 de habitantes en 1985, 42.888.592 en 2005 y se espera tener 50.912.429 para el 2020, según el DANE. Este crecimiento demográfico presenta complejos problemas a nivel nacional, donde uno de ello es el garantizar el suministro adecuado de energía para la población y la industria. El Congreso de Colombia expidió en Octubre del 2001 la ley 697, reglamentada por el decreto 3683 de 2003, con el propósito de fomentar el uso racional y eficiente de la energía y promocionar el uso de energías renovables entre las que se encuentra la energía solar. La ley 1715 del 2014 tiene por objeto promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, en el sistema energético nacional, mediante su integración al mercado eléctrico, su participación en las zonas no interconectadas y en otros usos energéticos como medio necesario para el desarrollo económico sostenible. Para poder implementar proyecto con el uso de energías renovables es especial solar y eólica, se hace necesario tener información precisa sobre el recurso eólico y solar del sitio de instalación y de aspectos relacionados con el clima del mismo.
Aunque en la ciudad de Bogotá existen varias estaciones meteorológicas la necesidad de tener una información oportuna sobre el recurso solar y eólico junto con aspectos climáticos que serian determinantes sobre el desempeño de sistemas de generación fotovoltaica o eólica. Hacen necesario que el Politécnico Grancolombiano cuente con su propia estación de monitoreo ambiental que junto con otros dispositivos de medición pueda evaluar con precisión la eficiencia y desempeño de sistemas de generación fotovoltacia i/o eólica que con la entrada en vigencia de la ley 1715 de 2014 comenzarán masificarse con el riesgo que implica el uso de sistemas de los que no se tienen un conociemiento preciso de sus desempeño podria convertirse en un fraaso de estas tecnologías.
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PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN |
Para poder evaluar el desempeño de los sistemas de fotovoltaicos se hace necesario tener un consolidados de datos de las variables ambientales involucradas por lo menos una año antes de las instalación y contrastarlos con los comportamientos históricos de otras estación en un radio no mayor a 30 kilometros. El campus del Politécnico Grancolombiano que se encuentra en la parte alta de los cerros orientales y los valores de la radiación solar y viento podrían presentar variaciones sustanciales respectos de otras estaciones localizadas en Bogotá. El prototip de estación que se propone en este proyecto cuenta con tecnología que involucra el uso de sistemas de comunicación inalambrica entre la estación autónoma y la central de datos.
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METODOLOGÍA |
El proyecto se desarrollará por actividades descritas así:
Actividad 1: Adquisición de los equipos sensores y diseño de los sistemas de acondicionamiento de señales con los sistemas de adquisición de datos usando la plataforma de red inalámbrica de sensores (WSN) de NI ofrece nodos alimentados con energía solar que proporcionan certificaciones industriales, protocolos de red confiables y cubiertas al aire libre opcionales para despliegues autónomos y a largo plazo.
Actividad 2: Diseño y prueba de del software de adquisición de datos para los sensores que se instalaran en la estación.
Actividad 3: Realizar el dimensionamiento del sistema fotovoltaico de energía necesario para la autonomía de la estación teniendo en cuenta los consumos energéticos de los dispositivos sensores y de adquisición de datos de la estación.
Actividad 4: Instalación y puesta en operación de la estación meteorológica.
Actividad 5: Evaluación del desempeño de la estación y pruebas de los sistemas de adquisición de datos y de los sistemas de almacenamiento delos mismos.
Actividad 6: Presentación y publicación de los resultados de la estación meteorológica.
Actividad 8: Cierre del proyecto y entregables.
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RESULTADOS ESPERADOS |
Bases de datos del recurso solar, eólico, calidad de aire y variables climáticas en el Politécnico Grancolombiano para consulta en línea.
Con los sensores instalados en la estación y otros equipos de medición de calidad de energía se tienen las herramientas para desarrollar un centro de evaluación de sistemas de generación con energía solar y eólica en Bogotá.
El registro ante la dirección nacional de derechos de autor del software desarrollado para la estación meteorológica.
La presentación ante la comunidad nacional e internacional e los resultados de la estación como del diseño de la misma.
La publicación de artículos científicos que permitan una mejor clasificación para Grupo de Investigación de la Facultad de ingeniería y ciencias básicas del Politecnico Grancolombiano (FICB-IUPG).
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DURACIÓN DEL PROYECTO |
12 |
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POSIBLES FUENTES DE FINANCIACIÓN EXTERNA |
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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA |
JOSÉ RAFAEL NARVAEZ, "Desarrollo de un método para simular el funcionamiento de módulos fotovoltaicos comerciales en condiciones de radiación y temperatura no estándar",Revista Colombiana de Física/Colombia, 2013.
JOSÉ RAFAEL NARVAEZ, "Diseño y dimensionamiento de plantas solares autónomas para viviendas típicas de la zona rural del departamento de Córdoba", Revista Elementos/ colombia/Politécnico Grancolombiano, 2012.
JOSÉ RAFAEL NARVAEZ, "Estudio del potencial de radiación solar y de la temperatura ambiente en Lorica -Colombia", Revista colombiana de Física/Colombia,2008.
CESAR QUINONES SEGURA, "Diseño y construcción de un sistema de caracterización eléctrica en celdas solares",Revista Colombiana De Física/Colombia, 2004.
MIGUEL ÁMGEL BERNAL YERMANOS, CESAR QUINONES SEGURA, "LabVIEW y la instrumentación virtual aplicados a la docencia y la investigación en ciencias básicas" . Revista Elementos/ colombia/Politécnico Grancolombiano,2011.
WILLIAM ANDRES VALLEJO LOZADA, JOHANN ALEXANDER HERNANDEZ MORA, "Estudio del recurso solar en la ciudad de Bogotá para el diseño de sistemas Fotovoltaicos Interconectados Residenciales",Revista Colombiana De Física/ Colombia,2010.
NELSON LIBARDO FORERO CHACON, "Análisis del Desempeño de una Estación Autónoma de Medición y Monitoreo y Evaluación Estadística de las Medidas de las Variables Ambientales Adquiridas", Revista Colombiana De Física, 2009.
LUIS GERMAN DAZA CASIANO, NELSON LIBARDO FORERO CHACON, "Aplicación de la Instrumentación Virtual en la medición de la Humedad Relativa Atmosférica", Revista Colombiana De Física/ Colombia,2010.
NELSON LIBARDO FORERO CHACON, GERARDO GORDILLO GUZMAN, LUZ MARINA CAICEDO, "MONITOREO DE UNA PLANTA SOLAR A PARTIR DE SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DESARROLLADOS CON INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL", Revista Colombiana De Física /Colombia,2006.
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ENTREGABLES |
| PRODUCTO | LUGAR DE DIVULGACIÓN | AUTORES | BENEFICIARIOS | DESCRIPCIÓN |
| Seleccionar... | | | | |
| Divulgación | Revista Elementos | José Rafael Narvaez, Jaime Posada y otros. | Comunidad Académica | Artículo resumen del proyecto de investigación |
| Apropiación Social del Conocimiento | Congreso Nacional de Física | José Rafael Narvaez, Jaime Posada y otros. | Comunidad Académica | Poster i/o Exposición Oral sobre el diseño e implementación de la estación. |
| Nuevo Conocimiento ó I+D | Dirección Nacional de derechos de autor | José Rafael Narvaez, Jaime Posada y otros. | Comunidad Académica | Registro de software diseñado para la estación meteorológica. |
| Apropiación Social del Conocimiento | Politécnico Grancolombiano | José Rafael Narvaez, Jaime Posada | Comunidad en General | Link de acceso en la pagina del Politécnico Grancolombiano a la base de datos de la estación meteorológica. |
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CRONOGRAMA |
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TIPO |
DESCRIPCIÓN |
F.INICIO |
F.FINAL |
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Actividad
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Adquisición de sensores y equipos de adquisición de datos.
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08 DE FEBRERO DE 2016
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08 DE MARZO DE 2016
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Actividad
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Desarrallo de software de adquisición de datos.
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08 DE MARZO DE 2106
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08 DE MAYO DE 2016
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Actividad
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Dimensionar el sistema fotovoltaico de la estación.
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08 DE MARZO DE 2016
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08 DE ABRIL DE 2016
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Actividad
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Instalación de la estación Meteorológica.
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08 DE MAYO DE 2016
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08 DE AGOSTO DE 2016
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Actividad
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Pruebas de la estación meteorológica.
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08 DE AGOSTO DE 2016
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08 DE SEPTIEMBRE DE 2016
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Actividad
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Evaluación de despeño de la estación.
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08 DE NOVIEMBRE DE 2016
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08 DE DICIEMBRE DE 2016
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Entregable
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Estación meteorológica en funcionamiento.
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08 DE DICIEMBRE DE 2016
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08 DE FEBRERO DE 2017
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Entregable
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Registro de software y entrega de documentos finales
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12 ENERO DE 2017
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08 DE FEBRERO DE 2017
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PEDIDO DE BIBLIOGRAFÍA |
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AUTOR |
TÍTULO |
EDITORIAL |
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ALBERT D. HELFRICK y WILLIAM D. COOPER
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INSTRUMENTACION MODERNA Y TECNICAS DE MEDICION
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Pearson Educación
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Jimena Garbarino
|
Protocolos para Redes Inalámbricas de Sensores
|
Editorial Académica Española
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Sergio Adrián Martin
|
ENERGIAS RENOVABLES: MANUAL TECNICO
|
EDITOR ANTONIO MADRID VICENTE
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|
Francisco Javier López González
|
Desarrollo de sensores ópticos para gases
|
Editorial Académica Española
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|
Alberto Medrano
|
Diseño de un Prototipo para Estación Meteorológica
|
Editorial Académica Española
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|
E. J. Jackson
|
Meteorology Today: An introduction to weather, Climate, and the environment firts Canadian Ediction
|
Nelson Education LTDA
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| ANEXOS | |
