TFG de Ingeniería Eléctrica: ejemplos, temas y cálculos

[ES] En este Trabajo Fin de Grado se pretende analizar desde un punto de vista energético la red de riego de la Comunidad de Regantes de la Foia del Pou, la cual abarca 8 términos municipales de la provincia de Valencia (Albaida, Alfarrasi, Belgida, Bufali, L'Olleria, El Palomar, Otos y Montaverner). Para ello se solicitarán todos los datos necesarios a esta comunidad con el fin de modelar la red de riego y contemplar las posibles mejoras a implementar para obtener la máxima eficiencia hídrica y energética posible. Primeramente se modelará con el software EPANET en las condiciones más desfavorables la red de riego por sectores, tanto los cuatro sectores (Norte, Sur, Este y Oeste) que abastecen los hidrantes, como el sector principal que bombea el agua desde la EDAR hasta la balsa pasando por una estación de rebombeo. Con ello se obtendrán datos teóricos del comportamiento hidráulico y energético del sistema. La información para realizar este modelado será aportada tanto por la Comunidad de Regantes como por la empresa Moval Agroingeniería, la cual fue contratada en el pasado para la modernización y gestión integral del regadío de la Comunidad de Regantes. Una vez obtenidos est...

[ES] El TFG tiene como objeto el diseño y dimensionamiento de una microrred híbrida fotovoltaica autónoma, con almacenamiento y grupo electrógeno de respaldo, para el suministro eléctrico de una vivienda rural aislada ubicada en Almansa. El objetivo es alcanzar la autosuficiencia energética alineándose con los Objetivos de Desarrollo Sostenible. A través de un sistema inteligente de gestión, se busca garantizar la continuidad del suministro incluso en las condiciones meteorológicas más desfavorable. La metodología empleada combina el análisis de la demanda energética, con simulaciones en PVSYST. El diseño se basa en una arquitectura de respaldo híbrido, donde el control automatizado prioriza la energía solar y baterías y utiliza un grupo electrógeno únicamente como recurso de última instancia. Por un lado, los resultados obtenidos aseguran la viabilidad técnica y económica de la propuesta, demostrando que la hibridación frente a sistemas puramente fotovoltaicos permite optimizar la inversión inicial al evitar un sobredimensionamiento innecesario de la instalación, así como soportar mayores variaciones en la demanda. Por otro lado, la simulación en Matlab tiene como objetivo evaluar...

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado desarrolla el diseño de una instalación eléctrica de baja tensión para una nave industrial destinada a taller de carpintería de madera, ubicada en Fortuna, Murcia. El proyecto parte de una actividad productiva real, con una potencia instalada de 53,5 kW, y propone una solución adaptada a la distribución de la maquinaria, al carácter principalmente motriz de las cargas y a las condiciones de funcionamiento previstas. El trabajo analiza la disposición de los receptores y compara diferentes criterios de distribución eléctrica dentro de la nave. Como solución final se adopta una arquitectura sectorizada, formada por un Cuadro General de Mando y Protección y cuatro subcuadros distribuidos. Esta configuración permite acercar la alimentación a las zonas de consumo, ordenar los circuitos finales y facilitar las tareas de mantenimiento. A partir de esta estructura se dimensionan las líneas eléctricas, canalizaciones y protecciones, comprobando la intensidad admisible, la caída de tensión, la coordinación con las protecciones y el comportamiento frente a cortocircuitos. La instalación se resuelve mediante esquema TT, con protección diferencial, protecció...

[ES] El presente Trabajo Final de Grado desarrolla el diseño y análisis técnico-económico de una instalación solar fotovoltaica de 518,4 kWp, situada sobre marquesinas en el parking de un hospital, con el objetivo de cubrir parte de su demanda mediante autoconsumo sin vertido a red. El trabajo parte de una experiencia real obtenida durante el periodo de prácticas en la empresa Cuerva Energía, abordando las fases de dimensionamiento, ejecución y puesta en marcha de la infraestructura. Asimismo, el documento incluye un estudio para evaluar la integración de un sistema de almacenamiento mediante baterías, analizando su impacto en la curva de demanda y en la eficiencia operativa del centro. Finalmente, el proyecto define las estrategias de control, monitorización y gestión inteligente necesarias para optimizar el rendimiento de la planta, maximizando así la eficiencia operativa y el retorno económico de la inversión.

[ES] Este Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo diseñar las instalaciones de climatización y de producción de agua caliente sanitaria (ACS) mediante energía solar térmica para el Mercado de la Plaza Madrid, un edificio de uso comercial situado en Elche (Alicante). Para ello, se parte del análisis del edificio existente, estudiando su geometría, orientación y características constructivas de la envolvente térmica, comprobando que cumple con lo establecido en el Código Técnico de la Edificación y analizando posibles mejoras de la misma. A partir de ahí, se calculan las cargas térmicas de calefacción y refrigeración mediante el programa CLIMA de ATECYR. Con estos resultados se diseña un sistema de climatización basado en una red de conductos con Unidad de Tratamiento de Aire (UTA) alimentada por bomba de calor y dimensionando la red con el programa DUCTO de ATECYR. En paralelo se diseña un sistema de colectores solares térmicos para cubrir la demanda de ACS conforme al CTE, definiendo el número de captadores, el volumen de acumulación y el sistema de apoyo. Por último, se realiza una valoración técnica y económica de la solución propuesta.

[ES] Este Trabajo de Fin de Grado desarrolla el análisis y la mejora del modelo termohidráulico de la instalación experimental ACME, centrándose en el experimento CAP-22. Dicha instalación reproduce a escala reducida la fenomenología del reactor avanzado CAP1400 (Generación III+), caracterizado por la integración de sistemas de seguridad pasivos. El estudio se realiza mediante el código de cálculo de mejor estimación (best-estimate) TRACE5. El experimento CAP-22, enmarcado en el problema estándar internacional ISP-51 de la Agencia de Energía Nuclear (NEA), simula un accidente de pérdida de refrigerante (SBLOCA) originado por una rotura de dos pulgadas en una rama fría, en combinación con un fallo parcial en el sistema de despresurización automática. El modelo de partida presentaba discrepancias en la secuencia temporal de los eventos, que, en general, tendían a retrasarse con respecto a los datos empíricos. Este comportamiento motiva un análisis crítico orientado a identificar las causas de dichas desviaciones. En particular, el trabajo evalúa el impacto de la nodalización y la sintonización de parámetros clave sobre la precisión del modelo al reproducir la evolución del transitori...

[ES] Chile enfrenta uno de los escenarios de escasez hídrica más severos a nivel mundial, siendo actualmente el único país de América Latina clasificado con un nivel de estrés hídrico extremadamente alto . Esta situación afecta de manera especialmente crítica a las zonas rurales, donde el abastecimiento de agua potable depende de sistemas con elevadas exigencias energéticas, infraestructura limitada y estructuras de gestión operadas por comités locales con recursos económicos restringidos. En este contexto, el consumo eléctrico asociado a los procesos de captación, bombeo, tratamiento y distribución del agua constituye uno de los principales factores que encarecen la operación de los sistemas de agua potable rural, comprometiendo su sostenibilidad técnica y financiera. El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo principal diseñar y evaluar una estrategia de mejora tecnológica y operativa orientada a optimizar la eficiencia energética, reducir los costos de operación e incorporar energías renovables en plantas de agua potable rural en Chile, mediante un enfoque de investigación aplicada. Para ello, se desarrolla un estudio comparativo de distintos escenarios de operación, ...

[ES] La incorporación de la flexibilidad de la demanda a las comunidades energéticas (ECs) está cobrando una importancia creciente en la transición hacia sistemas energéticos más limpios, resilientes y descentralizados. Al facilitar la generación renovable local, el autoconsumo colectivo y la participación activa de los usuarios finales, las ECs con demanda flexible pueden responder de forma más eficaz a los retos asociados a la integración de fuentes renovables no despachables. Este enfoque resulta especialmente relevante en los entornos rurales, donde la demanda energética es altamente estacional, está estrechamente vinculada a la actividad agrícola y sigue dependiendo en gran medida de los combustibles fósiles. A pesar del rápido despliegue de las tecnologías renovables, la variabilidad de la generación provoca con frecuencia desajustes entre la oferta y la demanda, lo que limita el rendimiento económico de los sistemas. En contextos agrícolas, el consumo eléctrico destinado al riego presenta un elevado potencial de flexibilidad de la demanda, aunque se ve condicionado por factores específicos del emplazamiento, así como por restricciones operativas y regulatorias. En este marco...

[ES] Este trabajo de fin de grado consiste en el estudio de la viabilidad de la electrificación del pequeño municipio de Petoa, Honduras, mediante el aprovechamiento de los residuos urbanos no tóxicos como fuente de energía renovable. El proyecto propone la generación de energía eléctrica a partir de residuos sólidos urbanos (RSU) como alternativa sostenible para cubrir la demanda energética local. En una primera fase, el trabajo presenta una visión general sobre la situación global de electrificación del municipio. Posteriormente, el análisis se orienta específicamente al contexto de Petoa, describiendo sus características, condiciones energéticas actuales y el potencial de generación mediante RSU. Con los datos proporcionados por las autoridades locales, se realizan los cálculos necesarios para estimar la cantidad de energía eléctrica que puede obtenerse a partir de los residuos generados en el municipio. Para ello, se consideran tanto las pérdidas energéticas como los rendimientos asociados a cada etapa del proceso, con el fin de obtener una evaluación realista y rigurosa del sistema propuesto. Se propone una gestión limpia y renovable de los residuos mediante un horno de incine...

[ES] El contexto global del transporte está en un momento cambiante y tiene un futuro incierto. La urgente necesidad de intervenir en el modelo de transporte y sustituir los combustibles fósiles obliga a estudiar las distintas alternativas. Entre ellas se postula el uso de combustibles alternativos, los cuales permiten mantener la tecnología de combustión interna sin requerir cambios significativos en la infraestructura existente. En este proyecto se estudia y evalúa la posible aplicación del HVO, combustible parafínico de origen renovable, en un motor diésel convencional. El objetivo general del proyecto es caracterizar el comportamiento de un motor diésel comercial ante un cambio de combustible a HVO. Además, se desarrolla también un proceso de optimización del motor para buscar la configuración correcta y minimizar el consumo y las emisiones dentro de los límites operativos del motor. Para ello, el proyecto se divide en dos bloques diferenciados. El primer bloque del proyecto se centra en las consecuencias del cambio de combustible sobre las prestaciones del motor. Para ello se comienza con una caracterización del motor base. Se desarrolló una campaña de ensayos con diésel para ...

[ES] El Presente Trabajo Fin de Grado se centra en el estudio del estado del óxido presente en las vainas del combustible nuclear de la Central Nuclear de Trillo, analizando los mecanismos que originan su formación y su evolución a lo largo de los distintos ciclos de operación. Durante el funcionamiento del reactor, las barras combustibles están sometidas a condiciones que favorecen la aparición y el crecimiento de esta capa superficial, cuyo espesor máximo en operación constituye un criterio de diseño y un límite de seguridad que debe verificarse en cada ciclo para todo el núcleo. El seguimiento del estado del combustible mediante inspecciones es fundamental para garantizar que su comportamiento se mantiene dentro de los márgenes previstos. En los reactores de agua a presión, como Trillo, las vainas del combustible están fabricadas con aleaciones de circonio que, al estar en contacto con el refrigerante, sufren procesos de corrosión u oxidación. La evolución de la capa de óxido resuelta clave para asegurar la seguridad, integridad y vida útil del combustible, ya que influye tanto en el comportamiento mecánico de la vaina como en su resistencia frente a condiciones normales de oper...

[EN] The aim of this project is to develop an energy model of a commercial building with a view to improving energy efficiency. In this case, the building in question is the Banco Urquijo offices in Bilbao. To this end, an energy digital twin is created – that is, a virtual replica of the physical model that enables the building’s energy consumption and energy production to be simulated. This approach goes beyond conventional certification, which only takes the theoretical model into account. In the first phase, all available information about the building relevant to the construction of the model is gathered; that is, geometry, envelope characteristics, heating, ventilation and air-conditioning (HVAC) and lighting systems, as well as usage patterns and operating hours. Where data is unavailable, reference values are used. The energy model is then developed using specialised software with the aim of establishing a baseline for energy consumption that reflects the building’s current performance. This model is validated by comparing it with actual data. Once the model has been validated, based on an analysis of the data obtained, various measures to improve energy efficiency are prop...

[CA] El present treball de final de màster té com a objectiu el disseny d’una instal·lació híbrida d’energia renovable per a la investigació en un laboratori de la Universitat Politècnica de València, basada en la generació d’energia mitjançant panells fotovoltaics i complementada amb un sistema d’emmagatzematge energètic. La proposta pretén garantir un subministrament elèctric fiable i sostenible, capaç d’operar tant en mode aïllat (off-grid) com en connexió a la xarxa, i configurada per a funcionar en règim d’autoconsum sense excedents i que també permeta realitzar diferents proves al laboratori, com ara assajos de sistemes híbrids amb diverses fonts (energia solar o gasificació de biomassa) i proves d’algoritmes d’optimització per a la gestió i la predicció. La instal·lació comptarà amb una potència fotovoltaica de 8.72 kWp, una potència d’inversor de 12kWn i un sistema d’emmagatzematge de 12kWh. El treball se centra en el disseny de la instal·lació, amb la selecció dels components principals, com ara els panells, els inversors i el sistema d’emmagatzematge, així com l’anàlisi de la demanda energètica del laboratori aprofitant el recurs solar disponible, el dimensionament i la i...

[EN] This thesis analyses the impact of wind and solar photovoltaic generation on wholesale electricity prices in the Spanish electricity market. The study is based on hourly data for electricity demand, renewable generation, and spot market prices. The relationship between renewable penetration and electricity prices will be evaluated through statistical analysis and regression models, with particular attention to the merit-order effect, price cannibalisation, and the emergence of the duck curve. In addition, the study will examine how the increasing integration of renewable energy sources has modified the dynamics of the Spanish electricity market.

[ES] El presente TFG consiste en el diseño, dimensionamiento y planteamiento de una instalación fotovoltaica de 75 kW para autoconsumo en baja tensión sobre suelo, elaboración del presupuesto y análisis de la viabilidad económica de la misma, situada en el polígono industrial Costes Baixes, en Alcoy. El proyecto se llevará a cabo en una parcela anexa a la empresa propietaria de la instalación sin uso actual. En concreto, se abordará: - Análisis del perfil de consumo del cliente. - Análisis de la regulación del autoconsumo y tarificación eléctrica. - Dimensionamiento de la instalación fotovoltaica (número de módulos, estructuras de soporte, distancia entre filas, etc.) y orientación óptima desde el punto de vista económico. Los módulos se escogerán de entre los más novedosos del mercado, alcanzando así la mayor densidad energética posible. - Dimensionamiento de los inversores (número de equipos, modelo comercial, conexión a los strings fotovoltaicos, etc.) - Dimensionamiento del cableado. - Dimensionamiento de las protecciones. - Simulación de la instalación mediante PVGIS. - Presupuesto. - Viabilidad económica. En cada uno de los apartados se justificará la elección del equipamient...

[EN] This Bachelor’s Thesis presents the design of the heating, ventilation, air conditioning and domestic hot water (HVAC & DHW) systems for a fictitious four-star hotel located in Badajoz, Spain. The building has a total useful floor area of approximately 2250 m2 spread across a basement, four guest room floors and a walkable roof terrace. The study begins by characterising the site’s climate, which falls within zone C4 of the Spanish Technical Building Code (Código Técnico de la Edificación, CTE), and by defining the indoor comfort conditions required by the Spanish Thermal Installations in Buildings Regulation (RITE). The thermal performance of the building envelope is then verified against the DB-HE1 limits, yielding transmittance values well below the maximum thresholds for all construction elements. The HVAC system consists of two-pipe fan-coil units with seasonal changeover and air distribution by ductwork, a solution that suits Badajoz’s climate since simultaneous heating and cooling demand is confined to around eight weeks per year. Thermal load calculations carried out with CYPECAD MEP result in a peak cooling load of 78,83 kW (1 July, 16:00 solar time) and a design ...

[EN] The project involves designing a photovoltaic installation for power generation. The installation will have a capacity of 60 kWp and will be located in Vinaròs, on the roof of the IES Leopoldo Querol secondary school. The installation will operate under the self-consumption with surplus scheme. The aim of this project is to undertake the design of the installation, covering the selection of components such as panels, inverters and the structure, as well as selecting the appropriate conductors for the DC and AC sections, and the protective devices and earthing system. In addition, a cost estimate will be prepared, and economic indicators such as payback period, net present value (NPV) and internal rate of return (IRR) will be calculated. The tools used will include photovoltaic simulation software (Homer, SAM, PVSys, etc.), tools for analysing the site where the plant will be installed (Google Earth or similar), CAD design software, project management tools (for planning the project, resources and budgets), and economic analysis software. The expected outcomes of this project are a detailed design of the photovoltaic system, as well as an economic analysis and a technical feasi...

[ES] En los últimos años, el vehículo eléctrico ha experimentado una notable consolidación gracias a los avances tecnológicos y a políticas medioambientales más exigentes. Del mismo modo, el almacenamiento energético mediante baterías ha ganado relevancia más allá del sector de la automoción, con una integración creciente en la red eléctrica, aunque todavía limitada, y un alto potencial de desarrollo. Sin embargo, las baterías de ion-litio presentan desafíos relevantes en términos de seguridad, siendo la fuga térmica uno de los fenómenos más críticos debido a la gran liberación de energía térmica durante el proceso. En este contexto, resulta fundamental desarrollar herramientas que permitan comprender, detectar y anticipar este tipo de sucesos. El objetivo principal de este proyecto es comprender la relación entre la impedancia de baterías de ion-litio y el proceso de fuga térmica, con el fin de analizar cómo los parámetros electroquímicos influyen en la aparición y desarrollo de este fenómeno. Para ello, se lleva a cabo la caracterización electroquímica de las baterías mediante técnicas de espectroscopía de impedancia (EIS), empleando como sistema principal de medida un equipo de ...

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado aborda el diseño técnico, cálculo y justificación normativa de la instalación eléctrica de baja tensión para una escuela infantil de nueva construcción, situada en el término municipal de Elche (Alicante). Con una superficie construida de aproximadamente 2.753 m² distribuida en una única planta, el proyecto tiene como objetivo garantizar un suministro eléctrico seguro, eficiente y adaptado a las necesidades funcionales de un centro educativo, abarcando áreas docentes, administrativas, de comedor y servicios comunes. La instalación eléctrica se ha proyectado para una potencia total contratada de 85 kW. Para asegurar una distribución equilibrada y una gestión eficiente, el diseño integra un Cuadro General de Baja Tensión (CGBT) que deriva la energía a nueve subcuadros sectorizados, optimizando así la operatividad y facilitando las labores de mantenimiento preventivo. Asimismo, se han definido y dimensionado los espacios técnicos necesarios —cuarto eléctrico, cuarto de telecomunicaciones, cuarto fotovoltaico y cuarto hidráulico— cumpliendo estrictamente con los requerimientos técnicos y de seguridad vigentes. Como elemento distintivo en materia...

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado desarrolla el diseño técnico y el análisis de viabilidad de una comunidad energética rural basada en autoconsumo fotovoltaico colectivo en el municipio de Fresneda de la Sierra (Cuenca). Este municipio presenta una situación de riesgo de despoblación, con una población envejecida y recursos económicos limitados, lo que convierte el coste del suministro eléctrico en un factor relevante para la sostenibilidad social y económica del entorno. La propuesta se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular con el ODS 7 Energía asequible y no contaminante, al promover el acceso a energía renovable a nivel local, y con el ODS 11 Ciudades y comunidades sostenibles, al fomentar modelos participativos que refuercen la resiliencia y sostenibilidad del medio rural. Tras acordar por la comunidad energética la implementación de una central eléctrica fotovoltaica de 100 kWp, se han estudiado los perfiles de consumo de los 20 integrantes y el ayuntamiento y determinado la viabilidad de dicha instalación, resultando en una inversión inicial de 77.415,55 €, una producción de 160.335,26 kWh anuales y un ahorro de emisiones de 4,04 tCO₂eq/añ...

[ES] La finalidad de este TFG es la de crear una solución física que atienda a las necesidades del cliente en una planta de fabricación de chocolate. Debido a la carrera a la que pertenece este trabajo, se centrará en la parte eléctrica y de control automático. En este trabajo de fin de grado se va a abordar la solución aportada por una empresa, a uno de sus clientes; en la que se pretende fabricar la parte final del proceso de creación y empaquetado de tabletas de chocolate. En esta parte se reciben los moldes llenos de las tabletas de chocolate y el cliente quiere desmoldar las tabletas y descartar los moldes mientras el chocolate es seleccionado y puesto en dos cintas según sea su próxima estación. En concreto, Chocolates Pancracio desea automatizar varias partes de su cadena de producción y la solución asignada a esta empresa debe conseguir desmoldar las chocolatinas del molde en el que se crean y colocar el chocolate en la cinta correspondiente, según indique el operario. Con los moldes, la estación debe descartarlos si no se ha conseguido sacar todo el chocolate de su interior o recircularlos si están completamente vacíos. Para llevar a cabo dicha solución, una vez se conoce ...

[ES] La transición energética en España está marcada por el aumento masivo de energías renovables no gestionables, como la solar y la eólica. Esto conlleva retos significativos para la gestión del sistema eléctrico, tales como el desacoplamiento entre las horas de máxima producción y los picos de demanda, la aparición de periodos con precios de mercado nulos o negativos, y la reducción de la estabilidad en la red. Ante esta situación, la hibridación con sistemas de almacenamiento aparece como una solución clave para aportar estabilidad, flexibilidad y optimizar la participación en el mercado eléctrico. El objetivo de este proyecto es demostrar la viabilidad operativa y económica de la hibridación en el panorama energético actual y futuro, analizando su impacto es tabilizador en el mercado eléctrico a través de la optimización real de dos plantas de generación operativas: Parque Eólico de Cofrentes (Potencia instalada de 50 MW) y Planta Fotovoltaica de Ayora I, II y III (Potencia instalada de 85,74 MWp). Para llevar a cabo todo el análisis, se desarrolla un modelo matemático de optimización empleando el lenguaje de programación Julia y su librería JuMP. El programa simula el funcion...

[ES] Desarrollar el proyecto eléctrico de un Centro de Procesos de Datos de 30 kW para el hospital clínico universitario de Valencia, que garantice la continuidad del servicio, la seguridad y la eficiencia. En este proyecto se incluirán los cálculos de las instalaciones eléctricas de baja tensión, incluyendo el cálculo de potencias, líneas eléctricas, alumbrado de emergencia, sistema de alimentación ininterrumpida y grupo electrógeno. Incluirá también el calculo de potencia frigorífica, para la climatización. Las medidas de seguridad, para escoger el correcto sistema de protección contra incendios. Finalmente incluirá los planos de electricidad, situación, climatización, contraincendios y esquema unifilar. Todo conforme a la normativa vigente.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado expone el diseño, cálculo y desarrollo de la instalación eléctrica en baja tensión para una nave de uso comercial destinada a un supermercado, ubicada en el municipio de Tobarra. El proyecto surge con el doble propósito de garantizar un suministro eléctrico seguro y fiable para la actividad comercial, y de integrar soluciones energéticas sostenibles que se alineen con el marco actual de transición energética. Con una potencia de consumo calculada de 62,26 kW, el establecimiento está catalogado como un local de pública concurrencia según el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), al superar una ocupación de 50 personas. Por consiguiente, el diseño técnico prioriza la seguridad de los usuarios mediante la selección de conductores de alta seguridad (libres de halógenos), el dimensionado de un sistema de alumbrado de emergencia y la implementación de un suministro de socorro mediante un grupo electrógeno, asegurando la continuidad de los servicios esenciales ante un eventual fallo de la red principal. Como elemento clave para la eficiencia energética y la reducción de costes operativos, el proyecto integra una planta solar fotovoltai...