Examinando por Autor "Yahyaoui, Imene"
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Ítem A proposal for off-grid photovoltaic systems with non-controllable loads using fuzzy logic(Energy Conversion and Management, Elsevier, 2013-10-22) Yahyaoui, Imene; Sallem, Souhir; Kamoun, M.B.A; Tadeo, FernandoEn este artículo se estudia una metodología basada en la lógica difusa para la gestión energética en instalaciones aisladas de la red. La planta está compuesta por paneles fotovoltaicos como fuente de energía eléctrica y un banco de baterías conectados a través tres relés controlables. La decisión sobre la conexión o desconexión de los componentes de la planta se basa en reglas difusas que tienen como entradas la potencia fotovoltaica generada, la potencia medida requerida por la carga eléctrica y la estimación de la energía almacenada en las baterías (esta última se obtiene a partir de la estimación de la Profundidad de Descarga). El algoritmo garantiza la autonomía del sistema mediante el control de los relés que unen los componentes del sistema con respecto a un criterio de gestión multiobjetivo desarrollado a partir de las necesidades (alimentación de la carga, protección de la batería, etc.). Se realizan pruebas detalladas del sistema propuesto a partir de datos (irradiación, temperatura, consumo eléctrico, etc.) medidos en un hogar de auto consumo días del año. Los resultados demuestran que el planteamiento propuesto alcanza los objetivos de autonomía del sistema, la protección de la batería y estabilidad del suministro eléctrico. En comparación con un algoritmo básico, el algoritmo propuesto no es sensible a los cambios bruscos de los parámetros atmosféricos y evita la sobrecarga y descargas profundas del banco de baterías.Ítem Application of AI for short-term pv generation forecast(MDPI, 2023-12-23) Rocha, Helder R. O.; Fiorotti, Rodrigo; Fardin, Jussara F.; Garcia-Pereira, Hilel; Bouvier, Yann E.; Rodriguez-Lorente, Alba; Yahyaoui, ImeneThe efficient use of the photovoltaic power requires a good estimation of the PV generation. That is why the use of good techniques for forecast is necessary. In this research paper, Long ShortTerm Memory, Bidirectional Long Short-Term Memory and the Temporal convolutional network are studied in depth to forecast the photovoltaic power, voltage and efficiency of a 1320 Wp amorphous plant installed in the Technology Support Centre in the University Rey Juan Carlos, Madrid (Spain). The accuracy of these techniques are compared using experimental data along one year, applying 1 timestep or 15 min and 96 step times or 24 h, showing that TCN exhibits outstanding performance, compared with the two other techniques. For instance, it presents better results in all forecast variables and both forecast horizons, achieving an overall Mean Squared Error (MSE) of 0.0024 for 15 min forecasts and 0.0058 for 24 h forecasts. In addition, the sensitivity analyses for the TCN technique is performed and shows that the accuracy is reduced as the forecast horizon increases and that the 6 months of dataset is sufficient to obtain an adequate result with an MSE value of 0.0080 and a coefficient of determination of 0.90 in the worst scenarios (24 h of forecast).Ítem Autonomous hybrid system and coordinated intelligent management approach in power system operation and control using hydrogen storage(International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2017-02-27) Nasri, Sihem; Ben Slama, Sami; Yahyaoui, Imene; Zafar, Bassam; Cherif, AdnaneLos sistemas eléctricos híbridos autónomos son atractivos temas de investigación que suministran electricidad a consumidores aislados sin estar conectados a la red eléctrica. El despliegue de sistemas eléctricos híbridos autónomos se considera una opción para mejorar la seguridad energética. Por ello, el objetivo principal es garantizar la producción eficiente de electricidad sin interrupciones. Para lograr este objetivo, hemos propuesto una simulación de un sistema en el que un componente de energía solar sirve como suministro de carga primaria, y un componente de recuperación de energía se basa en una pila de combustible que es un componente de almacenamiento de energía a largo plazo comprende un electrolizador de agua que se considera almacenamiento primario y un ultracondensador como almacenamiento de energía a corto plazo. Para lograr el correcto funcionamiento del sistema, se desarrolla y discute un nuevo esquema de gestión inteligente de la energía basado en un sistema multiagente. La principal tarea consiste en definir la arquitectura del sistema multiagente y definir las funciones de todos los agentes de acuerdo con las características de las necesidades energéticas y los costes de producción. Así, para demostrar la fiabilidad y eficacia de la estrategia de control aplicada y su impacto en el funcionamiento del sistema, el sistema propuesto se simula utilizando el entorno Matlab/Simulinktomando como referencia una base de datos experimental extraída del Servicio Meteorológico de Túnez.Ítem Dimensioning and efficiency evaluation of a hybrid photovoltaic thermal system in a tropical climate region(Sustainable Energy, Grids and Networks, Elsevier, 2022-11-13) do Nascimento, Vinícius F.; Yahyaoui, Imene; Fiorotti, Rodrigo; Amorim, Arthur E.A; Belisário, Igor C.; Abreu, Carlos E.S.; Rocha, Helder R.O.; Tadeo, Fernandofotovoltaicos (PVT) en regiones de clima tropical. En los sistemas PVT, se acopla un intercambiador de calor a los paneles fotovoltaicos (FV) convencionales, lo que permite mejorar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos y proporcionar calor: la disminución de la temperatura de las células fotovoltaicas aumenta la energía eléctrica producida, mientras que el calor absorbido puede utilizarse en aplicaciones de baja temperatura, como el calentamiento de agua o el aire acondicionado. En este trabajo de investigación, los principales factores que afectan al rendimiento de los sistemas FVT se estudian en profundidad con el fin de elegir el conjunto más adecuado de parámetros más adecuados para un clima tropical, teniendo en cuenta aspectos técnicos y económicos. El uso combinado de la lógica digital y los métodos de índice de mérito se aplican a la selección del material del intercambiador de calor. El análisis del rendimiento de los demás aspectos constructivos y variables operativas se lleva a cabo mediante una simulación numérica que utiliza el modelo de resistencia térmica y se valida mediante resultados experimentales. Utilizando datos meteorológicos reales, el rendimiento con respecto a un sistema fotovoltaico convencional durante un día completo. Los resultados muestran una mejora significativa de la eficiencia: En el peor de los casos, la eficiencia eléctrica media del 12,53% del sistema fotovoltaico se incrementa hasta el 29,06% en el caso de un sistema FVT (12,55% de eficiencia eléctrica más 16,51% de eficiencia térmica). En el mejor de los casos, se alcanzó una eficiencia global media del 41,83% con PVT, lo que demuestra la capacidad de la planta PVT para aumentar la captación de energía de la radiación solar y mostrando que el rendimiento se mejora seleccionando cuidadosamente esos factores.Ítem Energetic and economic sensitivity analysis for photovoltaic water pumping systems(Solar Energy, Elsevier, 2017-01-30) Yahyaoui, Imene; Atieh, Ahmad; Tadeo, Fernando; Marco Tina, GiuseppeEn los sistemas fotovoltaicos de bombeo de agua se utilizan costosas baterías de almacenamiento de energía para garantizar la continuidad del suministro eléctrico y la autonomía del sistema. Sin embargo, la cuestión de diseñar un sistema óptimo, económico y económico y fiable. Este trabajo de investigación propone un enfoque de dimensionamiento inteligente de componentes de un sistema fotovoltaico de bombeo de agua destinado al riego de tomates. Los elementos del sistema, la superficie de los módulos fotovoltaicos, la capacidad del banco de baterías y el volumen del depósito diseñados para ahorrar la energía generada en exceso, alimentar la bomba de agua y garantizar la autonomía del sistema. En el diseño se tienen en cuenta las fluctuaciones, el número de días nublados sucesivos y las pérdidas energéticas. A la hora de diseñar se ha llevado a cabo un análisis teórico para evaluar la relación entre la superficie de los módulos fotovoltaicos, la capacidad del banco de baterías y la potencia del sistema fotovoltaicos, la capacidad del banco de baterías y el volumen de agua necesario para el riego de los cultivos durante el ciclo vegetativo de los mismos ciclo vegetativo de los cultivos (de marzo a julio). Además, los resultados del algoritmo de dimensionamiento se han validado mediante la herramienta PVsyst, que muestra la eficiencia del dimensionamiento obtenido. El análisis de sensibilidad económica para estos sistemas de bombeo de agua en tres países, que son Túnez, España y Qatar, mostró que el sistema fotovoltaico-baterías/bombeo muestra que estos sistemas son fiables y económicos tanto para los países en vías de desarrollo como para los desarrollados.Ítem Energetic, economic and environmental viability of off-grid PV-BESS for charging electric vehicles: Case study of Spain(Sustainable Cities and Society, Elsevier, 2017-12-11) Azuara Grande, Luis Santiago; Yahyaoui, Imene; Arnaltes Gómez, SantiagoEl diseño técnico óptimo de los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía en baterías (PV-BESS) es crucial para garantizar su viabilidad económica, lo que implica un dimensionamiento con un coste mínimo de los componentes del sistema. De hecho, un buen diseño del sistema PV-BESS aislado de la red permite evitar los cortes, garantiza la calidad y la seguridad del suministro eléctrico, por un lado, y garantiza los beneficios económicos y medioambientales por otro lado. En este contexto, este trabajo analiza la viabilidad técnica y económica de una planta fotovoltaica aislada de la red y equipada por un banco de baterías PVBESS para la recarga de vehículos eléctricos (VE). El estudio se realiza utilizando el software HOMER y datos meteorológicos de Madrid, y aplicando el principio de desplazamiento de carga. Para verificar la efectividad y rentabilidad del sistema estudiado, se ha comparado su eficiencia con puntos de recarga conectados a la red, teniendo en cuenta los aspectos medioambientales. Los resultados obtenidos demuestran que los PV-BESS aislados de la red son técnica y económicamente viables y fiables. Además, son rentables y permiten una reducción significativa de la contaminación atmosférica.Ítem Energy and water management for drip-irrigation of tomatoes in a semi- arid district(Agricultural Water Management, Elsevier, 2017-03-31) Yahyaoui, Imene; Fernando, Tadeo; Marcello, Vieira SegattoEn esta investigación se presenta y analiza un sistema autónomo sin conexión a la red para el riego en zonas semiáridas. En estas zonas es esencial un riego preciso: como se caracterizan por la disponibilidad de radiación solar, se considera aquí el riego solar (apoyado por paneles fotovoltaicos y baterías). El correcto funcionamiento de estas instalaciones es una necesidad para asegurar el correcto riego de los cultivos y alargar la vida útil de los componentes (baterías en particular). Estos objetivos pueden garantizarse mediante un sistema de gestión que gestione correctamente las necesidades de energía y agua. En esta investigación, se desarrolla la gestión de energía y agua para una instalación fotovoltaica de bombeo de agua utilizada para el riego de tomates mediante la integración de lógica difusa dentro del sistema de control. Este sistema de gestión evalúa primero el volumen de agua que necesitan los tomates durante el ciclo vegetativo considerando un modelo detallado para la evapotranspiración de los tomates y la frecuencia de riego, siguiendo las características del emplazamiento y del cultivo. Basándose en esto y en la disponibilidad de energía, un algoritmo de control decide la conmutación de los relés que conectan los principales componentes de la planta (paneles, baterías y bombas de agua). El algoritmo de control cumple los objetivos considerando criterios relacionados con el volumen de agua necesario para regar los cultivos, con el funcionamiento seguro de las baterías y con el funcionamiento continuo de la bomba. El algoritmo se prueba en dos casos de estudio: durante el funcionamiento normal y durante fallos relacionados con pérdidas de agua. Los resultados obtenidos confirman que se satisface la demanda de riego y se garantiza la autonomía durante la estación vegetativa con un uso reducido de las baterías.Ítem Energy management for a stand-alone photovoltaic-wind system suitable for rural electrification(Sustainable Cities and Society, Elsevier, 2015-12-24) Yahyaoui, Imene; Yahyaoui, Amani; Chaabene, Maher; Tadeo, FernandoEste artículo trata de la gestión energética de una instalación basada en energías renovables situada en una zona rural aislada. La instalación se compone de paneles fotovoltaicos, un aerogenerador y un banco de baterías que alimentan una carga no controlable. Se propone un algoritmo de gestión de la energía para decidir sobre la conmutación entre los componentes de la instalación. Las decisiones de control dependen de las fotovoltaica y eólica, el estado de carga del banco de baterías y la demanda de potencia de la carga no controlable. Se utiliza un algoritmo difuso que garantiza la autonomía del sistema, el suministro continuo de la carga y el funcionamiento seguro del banco de baterías para decidir la conexión de los componentes de la instalación. A continuación, utilizando el algoritmo genético, se introduce una optimización de los costes del funcionamiento de la instalación para decidir la contribución de cada fuente de energía al suministro de las cargas. A partir de los datos meteorológicos medidos de la zona objetivo, el algoritmo se prueba exhaustivamente y los resultados obtenidos muestran la eficacia delos resultados obtenidos muestran la eficacia del algoritmo propuesto para maximizar el uso de las energías renovables de la instalación, garantizando la autonomía de la instalación incluso bajo cambios en los parámetros climáticos y parámetros climáticos, asegurando al mismo tiempo un funcionamiento seguro del banco de baterías.Ítem Evaluation of Maximum Power Point Tracking algorithm for off-grid photovoltaic pumping(Sustainable Cities and Society, Elsevier, 2015-12-02) Yahyaoui, Imene; Chaabene, Maher; Tadeo, FernandoEn este artículo se estudia de la evaluación de algunas técnicas de Seguimiento del Punto de Máxima Potencia distribuida para una instalación fotovoltaica autónoma de bombeo de agua en una zona rural del Mediterráneo. Se demuestra la eficiencia del uso de algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia para el bombeo de agua. A continuación, algunos algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia ampliamente utilizados (Look-up table, Neuro-Fuzzy,Conductancia incremental y Perturbar y observar) se evalúan y comparan utilizando datos medidos en la zona objetivo a pesar del rápido cambio de los parámetros climáticos medidos (radiación solar y temperatura ambiente), el algoritmo Perturbar y observar muestra un buen comportamiento dinámico. De ahí que se selecciona y se prueba con éxito en un modelo detallado de la instalación y, a continuación, se utiliza para evaluar la para evaluar la pertinencia del seguimiento del punto de máxima potencia distribuida en este tipo de instalaciones.Ítem Model-Based Predictive Control with Graph Theory Approach Applied to Multilevel Back-to-Back Cascaded H-Bridge Converters(electronics, mdpi, 2022-05-27) Gaburro Bacheti, Gabriel; Sartório Camargo, Renner; Silva Amorim, Thiago; Yahyaoui, Imene; Frizera Encarnação, LucasEl convertidor multinivel back-to-back de puente H en cascada (CHB-B2B) presenta unos componentes por nivel significativamente reducidos en comparación con otras topologías multinivel back-to-back clásicas. Sin embargo, esta ventaja no puede cumplirse debido a los varios cortocircuitos internos que presenta el CHB-B2B cuando se aplica una modulación PWM convencional. Para resolver este problema, una potente herramienta matemática conocida como teoría de grafos se presenta como una solución para definir la matriz de conmutación del convertidor que se utilizará con un control adecuado, como el control predictivo basado en modelos (MPC). Por lo tanto, este trabajo de investigación propone un MPC con el enfoque de la teoría de grafos aplicada al CHB-B2B, que es capaz no sólo de eliminar las etapas de cortocircuito, sino también de explorar todos los estados de conmutación restantes sin perder el rendimiento del convertidor. Los estados de conmutación restantes sin perder la controlabilidad del convertidor ni la calidad de la potencia. Para demostrar la aplicabilidad de la estrategia propuesta, el enfoque MPC con teoría de grafos se prueba en cuatro tipos diferentes de configuraciones SST, entrada-paralelo-salida-paralelo (IPOP),entrada-serie-salida-serie (IPOS), entrada-serie-salida-paralelo (ISOP), y entrada-serie-salida-serie (ISOS), atendiendo a redes de distribución con diferentes niveles de tensión y potencia. Los resultados experimentales en tiempo real obtenidos en una plataforma hardware-in-the-loop (HIL) demuestran la eficacia de la estrategia propuesta, como la regulación de tensiones DC-link, la síntesis de tensiones multinivel, y corrientes con contenido reducido de armónicos.Ítem Modeling and experimental validation of a PEM fuel cell in steady and transient regimes using PSCAD/ EMTDC software(International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2020-05-24) Loureiro Nascimento, Amanda; Yahyaoui, Imene; Farias Fardin, Jussara; Frizera Encarnaçao, Lucas; Tadeo, FernandoEste artículo presenta el modelado de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC) en PSCAD/EMTDC para regímenes estacionario y transitorio aplicando circuitos eléctricos equivalentes. El modelo considera las pérdidas por activación, concentración y óhmicas disipadas en forma de calor, así como su comportamiento termodinámico. Por lo tanto, se han realizado simulaciones bajo diferentes condiciones de carga para analizar la respuesta del modelo PEMFC así como asociaciones en serie y en paralelo para aumentar la potencia suministrada. Los resultados obtenidos a partir de las simulaciones del modelo se comparan con datos experimentales obtenidos de la literatura que demuestran la buena eficiencia de los modelos obtenidos en este artículo.Ítem Optimal allocation of distributed generation and capacitor banks using probabilistic generation models with correlations(Applied Energy, Elsevier, 2021-11-16) Pereira, Luan D.L.; Yahyaoui, Imene; Fiorotti, Rodrigo; de Menezes, Luíza S.; F. Fardin, Jussara; R.O. Rocha, Helder; Tadeo, FernandoLa asignación de la generación distribuida y las baterías de condensadores es fundamental para el éxito de la planificación de las redes eléctricas. En este artículo, se desarrolla una metodología para la colocación óptima de la generación renovable distribuida (eólica y(eólica y fotovoltaica) y baterías de condensadores en función de parámetros técnicos y económicos. Con el fin de preservar la naturaleza de dependencia estacional y estocástica de la energía eólica y solar, la metodología aplicada utiliza un modelo que integra el método Monte Carlo secuencial y el modelo de banda diagonal, integrando datos históricos de velocidad del viento, radiación solar y el flujo de carga de la red de la región de estudio. Para ellos, se ha aplicado el algoritmo genético para implementar la optimización. La validación del algoritmo demuestra una reducción de hasta el 71,7% de las pérdidas anuales de potencia activa en la red de Bandeira y del 73,4% en la red de Recife, con niveles de tensión adecuados y una reducción de las pérdidas anuales de potencia activa del 73,4% en la red eléctrica de Recife con niveles de tensión adecuados y un retorno de la inversión de 6-7 años.Ítem Predictive control for hydrogen production by electrolysis in an offshore platform using renewable energies(International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2016-12-04) Serna, Alvaro; Yahyaoui, Imene; Normey-Rico, Julio E.; de Prada, Cesar; Tadeo, FernandoEn este artículo se ha propuesto un sistema de gestión de la energía (EMS) basado en ideas de control predictivo de modelos (MPC) para equilibrar el consumo de energía de un conjunto de unidades de electrólisis en una planta de tratamiento de aguas residuales. Para producir hidrógeno renovable, la energía eléctrica se genera localmente por turbinas eólicas y convertidores de energía undimotriz y utilizada en su totalidad por los electrolizadores. La energía eléctrica generada en la plataforma por el viento y las olas se equilibra regulando el punto de funcionamiento de cada unidad de electrólisis de cada unidad de electrólisis y sus conexiones o desconexiones, utilizando un MPC basado en un algoritmo de Programación Cuadrática de Números Enteros Mixtos. Este algoritmo de Control Predictivo permite tener en cuenta las predicciones de potencia disponible y de consumo eléctrico, para mejorar el equilibrio y reducir el número de conexiones y desconexiones de los aparatos. Se realizan dos estudios de caso sobre diferentes instalaciones compuestas porenergías undimotriz y eólica que alimentan un conjunto de electrolizadores alcalinos. La validación mediante datos medidos datos medidos en la ubicación objetivo de las plataformas muestra el adecuado funcionamiento del EMS.Ítem Study of reducing losses, short-circuit currents and harmonics by allocation of distributed generation, capacitor banks and fault current limiters in distribution grids(Applied Energy, Elsevier, 2023-08-25) Azeredo, Lucas F.S.; Yahyaoui, Imene; Fiorotti, Rodrigo; Fardin, Jussara F.; Garcia-Pereira, Hilel; Rocha, Helder R.O.El creciente interés por las investigaciones centradas en las energías renovables, así como el aumento de la financiación para este sector, se debe a las ventajas de las energías renovables, a saber, la reducción del impacto medioambiental y su gran fiabilidad medioambiental y su gran fiabilidad. Sin embargo, para mantener el correcto funcionamiento de la red eléctrica, es imprescindible estudiar los impactos que estas fuentes de generación tienen sobre el sistema eléctrico. El presente trabajo de investigación presenta una metodología novedosa que considera la asignación óptima de la generación distribuida fotovoltaica, la batería de condensadores y la red de distribución eléctrica. Para ello, se estudia la optima localización de la generación distribuida fotovoltaica, baterías de condensadores y reactancias limitadoras de corriente de falta en redes de distribución con el objetivo es de minimizar simultáneamente la corriente de cortocircuito, las pérdidas activas y la tasa de distorsión armónica en las redes de distribución. Para ello, se ha aplicado un algoritmo de optimisación Multiobjetivo (Gray Wolf) en tres redes de distribución diferentes. El resultado demostró que durante todo el proceso de optimización, la mayor reducción de los parámetros analizados, que son las pérdidas, la tasa de distorsión armónica y la corriente de cortocircuito están asociadas a la ubicación y el número de dispositivos que se asignan en el sistema.Ítem Theoretical and Experimental Comparative Analysis of Finite Control Set Model Predictive Control Strategies(electronics, mdpi, 2023-03-21) Ventorim Comarella, Breno; Carletti, Daniel; Yahyaoui, Imene; Frizera Encarnação 1, LucasThis research paper studies and highlights the features of the most popular finite control set model predictive control (FCS-MPC) strategies available in the state of the art, which are the optimal switching vector (OSV-MPC), modulated model predictive control (M2PC), and optimal switching sequence (OSS-MPC) methods. Thus, these strategies are studied experimentally by analyzing the transient and steady state performance using a grid tie conventional three-phase two-level voltage source inverter (VSI) with inductive output filter in a Typhoon HIL real-time simulator (RTS) with a Texas Instruments F28379D digital signal processor (DSP). Hence, quantitative indicators, such as the maximum tracking error, the mean absolute error, the settling time, the total harmonic distortion, the switching frequency spectrum, the switching pattern, and the computational burden are compared with the aim to deduce the best strategy for each criteria.