Abstract: The Galapagos Islands present distinctive challenges in managing their electrical system due to their remote geographical position. Currently, their energy sources are limited to non-renewable energy and partially dependent on renewable energy sources like wind and solar power. The intermittence of these sources poses a threat to the stability and reliability of power systems. The battery energy storage systems (BESS) are a commonly adopted approach for promoting the stability of frequency and voltage in power systems. However, the effectiveness of these systems in accomplishing this objective is contingent on the type of controller and operation used in the storage system. Electrical energy storage systems implement two primary modes of operation; Grid Following and Grid Forming. This paper focuses on the implementation and evaluation in different scenarios of the network-forming mode of operation of the storage system, with the purpose of contributing to the primary frequency regulation in the MRE of the Galapagos Islands. The results obtained demonstrate significant improvements in the stability of the MRE, and greater efficiency in primary frequency regulation.

Resumen: Las Islas Galápagos, debido a su ubicación geográfica aislada, enfrentan desafíos únicos en la gestión de su Microrred eléctrica (MRE), pues actualmente depende de energías no renovables y en una medida considerable de fuentes de energías renovables, como la energía solar y eólica. Estas fuentes de energía intermitentes, afectan la confiabilidad y estabilidad de la MRE. Una solución destacada en la actualidad es la implementación de los sistemas de almacenamiento de energía con baterías, pues estos sistemas aportan a la estabilidad de frecuencia y voltaje, sin embargo, estos aportes a la estabilidad de frecuencia y voltaje de la MRE están en función del tipo de controlador y operación que se emplee al sistema de almacenamiento. Existen dos modos de operación en sistemas almacenamiento de energía eléctrica; seguidor de red y formador de red. Este trabajo se enfoca en la implementación y evaluación en diferentes escenarios, del modo de operación formador de red del sistema de almacenamiento, con el propósito de aportar a la regulación primaria de frecuencia en la MRE de las Islas Galápagos. Los resultados obtenidos demuestran las mejoras significativas en la estabilidad de la MRE, y una mayor eficiencia en la regulación primaria de frecuencia.

Abstract: The purpose of this study is to determine the energy storage capacity of the material obtained from cocoa husks in a capacitor configuration. The lignocellulosic material comes from Ecuadorian cocoa harvests used in agro-industrial processes. Analysis of the volatiles generated during instant pyrolysis was conducted using GC/MS technique. Additionally, a comparison of the capacitor with two different electrolytes was made: sulfuric acid (H2SO4) and sodium chloride (NaCl). The material processing involved carbonization and chemical activation processes, carried out in a pyrolysis reactor under an inert nitrogen (N2) atmosphere at a heating rate of 20 °C min-1, and activated at 850 °C in the same atmosphere for 4 hours. Electrodes were prepared from this material and tested using cyclic voltammetry to assess energy storage at different scan rates for five cycles. The results of the GC/MS analysis and cyclic voltammetry demonstrated that the prepared secondary raw material can be used to obtain high-value added products. The main identified volatile compounds include phenols, acetic acid, and alcohols. The maximum potential was 1,1 kW kg-1 with NaCl electrolyte, and the maximum durability was achieved with H2SO4 electrolyte with a power of 0,29 kW kg-1; these values were obtained at a scan rate of 100 mV s-1.

Resumen: El objetivo de este estudio es determinar la capacidad de almacenamiento energético del material obtenido de cascarilla de cacao en configuración de capacitor. El material lignocelulósico proviene de la cosecha de cacao ecuatoriano utilizado en procesos agroindustriales. Se realizó el análisis de los volátiles generados durante la pirólisis instantáneo mediante la técnica GC/MS; además, de la comparación del capacitor con dos electrólitos diferentes: ácido sulfúrico (H2SO4) y cloruro de sodio (NaCl). El procesamiento del material se realizó mediante un proceso de carbonización y otro de activación por vía química, los cuales se llevaron a cabo en un reactor de pirólisis en atmósfera inerte de nitrógeno (N2) a una velocidad de calefacción de 20 oC min-1 y se activaron a 850 oC en la misma atmósfera por 4 horas. A partir de este material se prepararon los electrodos y se probó mediante voltametría cíclica el almacenamiento de energía a diferentes velocidades de barrido para cinco ciclos. Los resultados del análisis GC/MS y de voltametría cíclica demostraron que la materia prima secundaria preparada puede utilizarse para obtener productos de alto valor agregado. Los principales compuestos volátiles identificados corresponden a fenoles, ácido acético y alcoholes. El máximo potencial fue de 1,1 kW kg-1 con electrolito de NaCl y, la máxima durabilidad se logró con electrolito de H2SO4 con una potencia de 0,29 kW kg-1 estos valores fueron obtenidos a una velocidad de 100 mV s-1.

Abstract: Smart Grids have revolutionized the electricity industry by enabling more efficient control and monitoring of the electricity supply, with a key component being smart meters (SM). These collect information on demand, energy, and harmonic distortion, among others, which must be stored and managed efficiently in a metering data management system (MDMS). The MDMS must ensure that a complete set of data is obtained for use in algorithms to ensure the reliability and quality of the power supply. To address the challenge of management the big data generated by SM, short, medium, and long-term measurement forecasting techniques have been proposed, highlighting the use of artificial intelligence such as Artificial Neural Networks (ANN) and Deep Learning (DL) methods due to their ability to adapt to different input and output variables with various time horizons. In addition, the influence of the diversity of Information and Communication Technologies (ICT) on the update time and data storage in the MDMS is highlighted. In this sense, this work aims to identify which ANN or DL architecture(s) could be more suitable for enterprise, survey, or research applications, demonstrating favorable performance metrics in different scenarios of sampling frequency and typical data update times in Smart Grids. This is relevant due to the need for MDMS to perform multivariate and multi-pass predictions in the short term to complete the information until the information is available or updated.

Resumen: Las Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución (REID) han revolucionado la industria eléctrica al permitir un control y monitoreo más eficiente del suministro eléctrico, con un componente clave siendo los medidores inteligentes (SM). Estos recopilan información sobre la demanda, energía, distorsión armónica, entre otros, que deben ser almacenados y gestionados eficientemente en un sistema de gestión de datos de medición (MDMS). El MDMS debe garantizar la obtención de un conjunto completo de datos para su uso en algoritmos que aseguren la confiabilidad y calidad del suministro eléctrico. Para abordar el desafío de gestionar la gran cantidad de datos generados por los SM, se han propuesto diferentes técnicas de predicción de mediciones a corto, mediano y largo plazo, destacando el uso de inteligencia artificial como las Redes Neuronales Artificiales (ANN) y métodos de Aprendizaje Profundo (DL) debido a su capacidad de adaptación a diferentes variables de entrada y salida con diversos horizontes temporales. Además, se destaca la influencia de la diversidad de Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) en el tiempo de actualización y almacenamiento de datos en un MDMS. En este sentido, este trabajo tiene como objetivo identificar qué arquitectura o arquitecturas de ANN o DL podrían ser más adecuadas para aplicaciones en empresas, estudios o investigaciones, demostrando métricas de rendimiento favorables en diferentes escenarios de frecuencia de muestreo y tiempos de actualización de datos típicos en un REID. Esto es relevante debido a la necesidad del MDMS de realizar predicciones multivariables y multipaso a corto plazo para completar la información, hasta que la misma esté disponible o se actualice.

Resumen: Los condensadores eléctricos de doble capa (EDLC) son dispositivos de almacenamiento de energía basados en las interfaces de electrodo-electrolito de carga y descarga de materiales de alta superficie como los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) y el carbón activado (AC). A pesar de la amplia aplicabilidad, el destino final de estos componentes es el medio ambiente, principalmente el agua y el suelo, donde pueden representar impactos sobre los organismos a lo largo de diferentes niveles tróficos. Los bioensayos con Raphidoceles subcapitata, son ampliamente utilizados para evaluar la totoxicidad acuática y los oligoquetos son buenos bioindicadores terrestres. El estudio tuvo como objetivo evaluar la toxicidad acuática y terrestre de MWCNT de condensadores tipo EDLC utilizando bioindicadores, R. subcapitata y Eisenia andrei. El material MWCNT se sintetizó mediante el método de deposición de vapor químico basado en un catalizador flotante (FC-CVD) en acero inoxidable (AISI 304L). Las concentraciones de MWCNT para los ensayos fueron 0.1 1.0, 10 y 100 mg.L-1 para el bioindicador R. subcapitata y las concentraciones de 1, 10 y 100 mg.Kg-1 para el bioindicador E. andrei. MWCNT inhibió la biomasa de algas de manera dependiente de la concentración a concentraciones superiores a 10 mg.L-1. En el suelo, la presencia de MWCNT, a las concentraciones probadas, no causó mortalidad en la lombriz de tierra, pero resultó en una reducción significativa de la masa de los organismos expuestos después de 14 días. En el análisis citológico no se observó producción de micronúcleos, pero fue frecuente la vacuolización citoplasmática y atipia nuclear en celomocitos. En el ensayo del cometa, hubo un predominio de nucleoides en la clasificación de la etapa 1. Por lo tanto, no se demostró ningún efecto genotóxico en estos organismos. Las concentraciones que mostraron efectos tóxicos están dentro del rango de concentraciones ambientalmente esperadas. MWCNT se liberan de EDLC y pueden representar un riesgo ocupacional y ambiental.

Abstract: Electric double layer capacitors (EDLC) are energy storage devices based on the charging and discharging electrode-electrolyte interfaces of high surface area materials such as multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and activated carbon (AC). Despite the broad applicability, the final destination of these components is the environment, mainly water and soil, where they can represent impacts on organisms along different trophic levels. Bioassays with Raphidoceles subcapitata, are widely used to evaluate aquatic totoxicity and oligochaetes are good terrestrial bioindicators. The study aimed to evaluate aquatic and terrestrial toxicity of MWCNT from EDLC-type capacitors using bioindicators, R. subcapitata and Eisenia andrei. The MWCNT material was synthesized by the floating catalyst-based chemical vapor deposition method (FC-CVD) on stainless steel (AISI 304L). The MWCNT concentrations for the assays were 0.1 1.0, 10 and 100 mg.L-1 for the bioindicator R. subcapitata and the concentrations of 1, 10 and 100 mg.Kg-1 for bioindicator E. andrei. MWCNT inhibited the algal biomass in a concentration dependent manner at concentrations higher than 10 mg.L-1. In the soil the presence of MWCNT, at the concentrations tested did not cause mortality in the earthworm, but resulted in a significant mass reduction in the exposed organisms after 14 days. In the cytology analysis, it was not observed the production of micronuclei, but cytoplasmic vacuolization and nuclear atypia in coelomocytes were frequent. In the comet assay, there was a predominance of nucleoids in the stage 1 classification. Thus, no genotoxic effect was demonstrated in these organisms. The concentrations that showed toxic effects are within the range of environmentally expected concentrations. MWCNT are released from EDLC and may pose an occupational and environmental risk.

ABSTRACT Mitigating large active power fluctuations in electric arc furnaces at the start and end of the melting process is critical as it threatens the frequency stability of low power electrical systems. The use of a low-capacity battery energy storage system can help to mitigate the power fluctuations. This paper aims to present the results obtained on the application of different synchronization strategies with a low energy capacity Battery Energy Storage System under two classifications (i) in ramp mode and (ii) smoothing filters. Using MATLAB/SIMULINK (academically licensed 41037228) the different synchronization strategies were modeled, and their advantages and disadvantages were determined. It is concluded that synchronization through a low-pass filter is the most favorable variant for reducing active power variability.

RESUMEN Mitigar las fuertes fluctuaciones de potencia activa en los hornos de arco eléctrico, durante el inicio y final de la fundición es crucial, pues amenaza la estabilidad de la frecuencia en Sistemas Eléctricos de Potencias débiles. El uso de un Sistema de Almacenamiento de Energía en Batería de baja capacidad energética puede ayudar a mitigar las fluctuaciones de potencia. Este documento tiene como objetivo presentar los resultados obtenidos sobre la aplicación de diferentes estrategias de sincronización con un Sistema de Almacenamiento de Energía en Bateríasde baja de capacidad energéticabajo dos clasificaciones (i) en modo rampa y (ii), filtros suavizadores. Utilizando MATLAB/SIMULINK (con licencia académica 41037228) se modeló las diferentes estrategias de sincronización y se determinaron sus ventajas y desventajas. Se concluye que la sincronización a través de un filtro pasa bajo es la variante más favorable para reducir la variabilidad de la potencia activa.

Abstract This article presents a systematic literature review on the reuse of electric vehicle batteries (EVB) for second-life applications in power systems. The end-oflife of these batteries represents a major environmental problem due to their composition and materials. The study aims to analyze the reuse of EVBs as a sustainable alternative for the environment. Additionally, it seeks to provide complementary services to facilitate the incorporation of intermittent unconventional renewable generation into the electrical grid. Through an exhaustive search of scientific publications indexed in prestigious digital catalogs and their subsequent systematic treatment, a selected group of 49 scientific articles published between 2018 and 2023 have been found in which the different opportunities, benefits and limitations of second-life energy storage systems oriented to boost a circular economy have been identified. The study concludes that, although the reuse of batteries has not yet been fully addressed or implemented due to existing challenges in terms of technology, costs, and regulations, it is of utmost importance to delve deeper into its analysis to improve efficiency and reduce the environmental impacts associated with the manufacturing, use, and disposal of such batteries.

Resumen Este artículo presenta una revisión sistemática de literatura relativa al tópico reutilización de baterías de vehículos eléctricos (BVE) para aplicaciones de segunda vida en sistemas eléctricos de potencia. El fin del ciclo de vida de estas baterías representa un gran problema ambiental debido a su composición y materiales. El estudio tiene por objeto analizar la reutilización de las BVE como una alternativa sostenible para el medioambiente y, además, para brindar servicios complementarios que faciliten la incorporación de generación renovable no convencional de carácter intermitente a la red eléctrica. A través de una búsqueda exhaustiva de publicaciones científicas indexadas en catálogos digitales prestigiosos y de su posterior tratamiento sistemático, se ha llegado a un número selecto de 49 artículos científicos publicados entre 2018 y 2023. En ellos ha sido posible identificar las diferentes oportunidades, beneficios y limitaciones de los sistemas de almacenamiento de energía de segunda vida orientadas a impulsar una economía circular. El estudio concluye que, si bien la reutilización de baterías no está plenamente tratada ni implementada, debido a que aún enfrenta desafíos en términos de tecnología, costos y regulaciones, es de gran importancia profundizar su análisis para mejorar la eficiencia y disminuir los impactos ambientales que provocan su fabricación, uso y desecho.

Abstract: Corn drying reduces the moisture content present in the grain to levels that allow safe storage. This process requires a large amount of energy, which is why, if not applied correctly, it can affect the quality of the product to be dried, in addition to representing important costs in the operation of the drying plants. The objective of this research is to analyze the corn drying systems used in Canton Quevedo, Province of Los Ríos. In order to achieve the objective, field visits were made to the area under study, considering factors related to the technology used and the corn harvesting period, as well as, characteristics of the coastal region of Ecuador. It was determined that stationary or fixed bed drying is the drying system widely used for corn drying, which uses subsidized liquefied petroleum gas as fuel for its operation. The moisture content of the corn received at the drying plants is above 30% in the two harvesting periods of the product, a situation that has an impact on processing times and product quality. The fuel demand for drying an average mass of product of 60.2 tons, between the first harvest period, March - June, and the second period, September - November, presents a difference of 300.77 kg of LPG in relation to the first harvest, being the moisture content a key factor to take into account.

Resumen: El secado del maíz permite reducir el contenido de humedad presente en el grano a niveles que permitan un almacenamiento seguro. El objetivo de esta investigación permite analizar los sistemas de secado de maíz empleados en el Cantón Quevedo, Provincia de Los Ríos. Para alcanzar nuestro objetivo se realizaron visitas de campo en la zona objeto de estudio, por lo que se consideraron factores relacionados con la tecnología empleada y período de cosecha de maíz, características de la región costera del Ecuador. Se determinó que el secado estacionario o de lecho fijo es el sistema de secado ampliamente empleado para el secado de maíz, el cual emplea como combustible el gas licuado de petróleo subsidiado para su funcionamiento. La humedad de recibo de maíz en las plantas de secado presenta niveles de humedad por encima del 30 %, en los dos periodos de cosecha del producto, situación que repercute en los tiempos de proceso y en la calidad del producto. La demanda de combustible para secar una masa promedio de producto, 60,2 Ton, entre el primer período de cosecha que va de Marzo - Junio, y el segundo período, Septiembre - Noviembre, presenta una diferencia de 300,77 Kg de GLP con relación a la primera cosecha, siendo la humedad de recibo un factor clave a tomar en cuenta.

Resumen Este artículo profundiza en el potencial de los sensores IoT de bajo consumo al aprovechar la sinergia de tres tecnologías esenciales: LoRaWAN, técnicas de recolección de energía y supercapacitores, enfatizando el papel fundamental que desempeñan estas tecnologías en el siempre creciente ámbito de IoT y su contribución a soluciones sustentables de bajo consumo de energía. Se presenta el desarrollo e implementación de un sistema diseñado para informar rápidamente sobre problemas en sistemas metropolitanos de baja tensión. Introduce soluciones de hardware rentables que incorporan métodos no convencionales de almacenamiento de energía, como supercapacitores en lugar de baterías tradicionales. La información recopilada se transmite a un centro de operaciones de red a través de una red LoRaWAN de acceso público. Este sistema ofrece una visión integral del estado de las redes eléctricas, lo que permite la identificación de eventos esporádicos y recurrentes, facilitando la formulación de medidas correctivas y preventivas destinadas a mejorar la calidad de la prestación de servicios.

Abstract This article delves into the potential of low-power IoT sensors by harnessing the synergy of three essential technologies: LoRaWAN, energy harvesting techniques, and supercapacitors. It emphasizes the pivotal role these technologies play in the ever-expanding realm of IoT and their contribution to sustainable, low-power solutions.The study presents the development and implementation of a system designed for rapid issue reporting within low-voltage metropolitan systems. It introduces cost-effective hardware solutions that incorporate unconventional energy storage methods, such as supercapacitors instead of traditional batteries. The collected information is transmitted to a network operations center via a publicly accessible LoRaWAN network. This system offers comprehensive insights into the condition of electrical networks, enabling the identification of both sporadic and recurring events. It empowers the formulation of corrective and preventive measures aimed at enhancing the quality of service provision.

Resumen La transición energética conlleva cambios en las dinámicas de prestación del servicio de energía eléctrica y la inserción de nuevas tecnologías. Dentro de estas tecnologías se encuentran las microrredes DC, las cuales, comparadas con las redes tradicionales, presentan mayor eficiencia energética, menores costos de instalación y mantenimiento, y permiten la integración simple de fuentes renovables. Esta investigación tuvo como objetivo el análisis dinámico de estabilidad de pequeña señal para una microrred DC. La metodología empleada utilizó el método de integración Runge Kutta y la herramienta Matlab/Simulink. Esta microrred DC se planea construir en una Institución de Educación Superior de Colombia, e integra diferentes fuentes de energía, como solar, eólica, sistemas de almacenamiento y también vehículos eléctricos. Se examinó la respuesta dinámica de la microrred DC considerando diferentes condiciones operativas de generación y carga, y también distintos escenarios de penetración de los vehículos eléctricos. Los resultados mostraron que, para asegurar la estabilidad del sistema ante variaciones en la demanda, es imprescindible mantener la red eléctrica en funcionamiento permanente, ya que esta aporta la potencia necesaria que la microrred no puede suministrar durante los momentos de mayor demanda. Además, la red eléctrica desempeña un rol vital en la regulación del voltaje en la barra DC cuando las cargas aumentan. Por lo tanto, para garantizar la estabilidad de la microrred en diversos escenarios de operación y niveles de demanda, la conexión con la red eléctrica resulta esencial.

Abstract The energy transition involves changes in the dynamics of the provision of electric energy services and the insertion of new technologies. Within these technologies are DC microgrids, which, compared to traditional networks, have higher energy efficiency, lower installation and maintenance costs, and allow the simple integration of renewable sources. This paper presents dynamic small signal stability analysis for a DC microgrid, using the Runge Kutta integration method and the Matlab/Simulink tool. This DC microgrid is planned to be built in a Higher Education Institution in Colombia, and integrates different energy sources, such as solar, wind, storage systems, and also electric vehicles. The dynamic response of the DC microgrid is examined considering different operating conditions of generation and charging, and also different penetration scenarios of electric vehicles. The results show that to ensure the stability of the system in the face of variations in demand, it is essential to keep the electrical network in permanent operation, since it provides the necessary power that the microgrid cannot supply during times of greatest demand. Additionally, the power grid plays a vital role in regulating the voltage on the DC bus when loads increase. Therefore, to ensure the stability of the microgrid in various operating scenarios and demand levels, a connection with the electrical grid is essential.

Resumen Los recursos energéticos distribuidos (RED) son actores líderes en la transición energética en todo el mundo. A pesar de los beneficios ambientales, los RED son intermitentes (la energía de consumo/generación cambia según las variables de entrada), y el uso de dispositivos de electrónica de potencia afecta la calidad de la energía en las redes de distribución. Por lo general, se proponen modelos y simulaciones (deterministas o probabilísticas) para estimar dichos impactos. Sin embargo, estudios previos han analizado los principales efectos causados por uno o dos RED durante un día, con un nivel de detalle reducido en la metodología aplicada en el modelado y evaluación de impacto, o sin considerar que el nivel de distorsión armónica depende de las variables de entrada. El objetivo del presente artículo fue desarrollar un enfoque de simulación armónica probabilística para caracterizar el efecto horario de los sistemas fotovoltaicos (SFV), los sistemas de almacenamiento de energía de baterías y las estaciones de carga de vehículos eléctricos en un alimentador de prueba IEEE de 34 nodos. La estimación del efecto individual y colectivo del RED consistió en la cuantificación horaria del valor efectivo de tensión, desequilibrio de tensión, factor de potencia y distorsión armónica, con datos obtenidos mediante co-simulación Python y PowerFactory para 23 escenarios de operación. Estos impactos fueron evaluados a través de indicadores propuestos en la literatura y pruebas de hipótesis (estadística inferencial). Cada RED generalmente opera en un momento específico, lo que facilita la identificación de los efectos individuales de los parámetros de la red. El SFV aumentó el valor de voltaje efectivo y la distorsión armónica total. Sin embargo, los vehículos eléctricos y las baterías aumentan el desequilibrio de tensión y el factor de potencia debido a la conexión bifásica en algunos nodos de la red.

Abstract Distributed energy resources (DERs) are leading actors in energy transition worldwide. Despite the environmental benefits, DERs are intermittent (consumption/generation power changes according to the input variables), and the use of power electronic devices affects the power quality in distribution networks. Typically, models and simulations (deterministic or probabilistic) are proposed to estimate such impacts. However, previous studies have analyzed the main effects caused by one or two DERs during a day. These studies had a reduced level of detail in the applied methodology in modeling and impact evaluation, or they did not consider that the harmonic distortion level depends on input variables. The aim of this article was to develop a probabilistic harmonic simulation approach to characterize the hourly effect of photovoltaic systems (PVS), battery energy storage systems, and electric vehicle charging stations in a 34-node IEEE test feeder. The individual and collective effect estimation of the DERs consists of the hourly quantification of the effective voltage value, voltage unbalance, power factor, and harmonic distortion, with data obtained using Python and PowerFactory co-simulation for 23 operation scenarios. These impacts were assessed through indicators proposed in the literature and hypothesis tests (inferential statistics). Each DER generally operates at a specific time, making it easy to identify the individual effects of network parameters. The PVS increased the effective voltage value and total harmonic distortion. However, electric vehicles and batteries increase the voltage unbalance and power factor due to the two-phase connection in some network nodes.

Resumen Como es conocido, la energía solar es un tipo de energía renovable que por su naturaleza se encuentra intrínsecamente influenciada por la variabilidad del recurso según sean las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar. Para contrarrestar dicha variabilidad en la generación, se puede recurrir a tecnologías de almacenamiento como baterías. Estas facilitan la integración de esta energía a la red y la alimentación de las cargas en momentos de baja generación fotovoltaica (FV). En este artículo, se realiza un análisis técnico y económico de un sistema FV que cuenta con almacenamiento de energía por medio de baterías. Para ello, se desarrolla un modelo de un sistema fotovoltaico con y sin almacenamiento de energía, como comparación, para un sistema residencial con tarifa residencial plana. A partir del análisis generado, los resultados obtenidos indican que en términos económicos, es más rentable la instalación de sistemas operando únicamente con módulos fotovoltaicos (basado en el tiempo de retorno de inversión descontado). Por otra parte, a nivel energético los sistemas FV con almacenamiento por medio de baterías, permiten un mayor aprovechamiento de la energía fotovoltaica capaz de extraer del sistema, como es evidenciado por medio de las métricas de autoconsumo y autarquía. Así, este artículo, contribuye al análisis de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía por medio de baterías, una tecnología relativamente nueva en el país, colaborando con la generación de conocimiento de sistemas que se prevé cambie sustancialmente los sistemas de eléctricos.

Abstract Polymers have played a vital role in developing next-generation energy storage devices. In the progress of lithium-ion batteries (LIBs), polymers have been widely used in the preparation of electrolytes and electrode binders, in both cases, due to their unique intrinsic properties, such as high thermal, mechanical, and electrochemical resistance. However, the main limitation of this type of material is its poor ionic conductivity at room temperature, which depends on its structural properties and preparation techniques. In this review, the fundamental properties and ion transport mechanisms characteristic of different types of ion- conducting polymers, such as solvent-free polymer electrolytes (SPE), gel polymer electrolytes (GPE), and composite polymer electrolytes (CPE), are reported. A current overview of lithium-ion-based battery systems, which can be improved using ion-conducting polymers, is also presented.

Resumen Los polímeros han tomado un papel fundamental en el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía de última generación. En el perfeccionamiento de baterías de ion litio LIBs, los polímeros han sido utilizados ampliamente en preparación de electrolitos y aglomerantes para electrodos, en ambos casos debido a sus propiedades intrínsecas especiales como alta resistencia térmica, mecánica y electroquímica. Sin embargo, la principal limitante de este tipo de materiales es su pobre de conductividad iónica a temperatura ambiente, la cual depende de sus propiedades estructurales y técnicas de preparación. En esta revisión son presentadas las propiedades fundamentales y mecanismos de transporte iónico característicos de los diferentes tipos de polímeros conductores de iones, como los electrolitos poliméricos sin disolventes (SPE), electrolitos poliméricos en gel (GPE) y electrolitos poliméricos compuestos (CPE). También se presenta un panorama actual de los sistemas de baterías basadas en iones litio, que pueden ser mejoradas de mediante el uso de polímeros conductores de iones.

Resumen: Las tecnologías renovables son una forma de energía moderna, limpia y de muy bajo impacto ambiental. Las mismas pueden convertirse en una opción viable para la generación de energía en especial para zonas rurales del Ecuador, en donde el escaso acceso al servicio eléctrico limita las posibilidades de desarrollo de estas zonas. La energía solar es el recurso utilizado por los sistemas de generación fotovoltaicos aislados, los mismos que son de uso exclusivo para zonas rurales debido a que la instalación de la red eléctrica es costosa o técnicamente compleja. En el entorno de Matlab/Simulink se han diseñado sistemas fotovoltaicos aislados que están compuestos por un arreglo de módulos fotovoltaicos, reguladores de carga, sistemas de almacenamiento e inversores monofásicos que en conjunto permitirán conocer el comportamiento de la generación de energía eléctrica a través de energía solar fotovoltaica. Además, se desarrolló un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para obtener el pico de potencia del arreglo fotovoltaico y se incorporó un control proporcional integral discreto para la carga y descarga de las baterías. Por consiguiente, se diseñó y desarrollo una herramienta de dimensionamiento a través de Macros y Visual Basic de Excel, la cual facilitó el ingreso de los diferentes parámetros y la obtención de los resultados para la implementación de los sistemas fotovoltaicos.

Abstract: Renewable technologies are a modern, clean form of energy with a very low environmental impact. They can become a viable option for energy generation, especially in rural areas of Ecuador, where the scarce access to electricity service limits the development possibilities of these areas. Solar energy is the resource used by off grid photovoltaic generation systems, which are used exclusively in rural areas because the installation of the electrical grid is costly or technically complex. Off grid photovoltaic systems have been designed in the Matlab/Simulink environment, which are composed of an array of photovoltaic modules, charge controllers, storage systems and single-phase inverters that together will allow knowing the behavior of electric power generation through solar photovoltaic energy. In addition, a maximum power point tracking (MPPT) algorithm was developed to obtain the peak power of the photovoltaic array and a discrete integral proportional control was incorporated for the charging and discharging of the batteries. Finally, a sizing tool was designed and developed through Excel Macros and Visual Basic, which facilitated the input of different parameters and obtaining the results for the implementation of the photovoltaic systems.

Resumen: El presente trabajo de implementación práctica muestra el diseño y la construcción de un prototipo de medidor de energía eléctrica domiciliar en el cual se puede visualizar las distintas variables en tiempo real como la tensión de la red, la corriente eléctrica, la potencia promedio, la energía consumida por la vivienda en kWh y el costo asociado de facturación mensual. El diseño del prototipo está dividido en tres etapas, la primera tiene que ver con el sistema de carga y alimentación del dispositivo, la segunda muestra el sistema de adquisición y acondicionamiento de las variables de entrada, y la tercera tiene relación con el microcontrolador Arduino Mega 2560 encargado de la etapa de procesamiento, registro y almacenamiento de la información. La construcción del prototipo se la realiza en varias fases, en primer lugar el diseño práctico en el software Proteus 8 Professional para luego implementarlo en el protoboard y más adelante montarlo en la placa PCB, finalmente se acoplan estos módulos en una caja plástica con IP-65 la cual muestra en su vista frontal la pantalla de cristal líquido acoplada para mostrar las variables de salida del dispositivo terminado. El funcionamiento del prototipo está validado mediante comparación a través de varias pruebas de aplicación práctica en un caso de estudio real versus un medidor de energía convencional. Por último el prototipo resulta idóneo para sistemas de medición de energía domiciliar ya que se adapta a las necesidades del consumidor.

Abstract: The present practical implementation work shows the design and construction of a home power energy meter that allows the real-time visualization of various variables such as grid voltage, electric current, average power, energy consumed by the household in kWh, and associated monthly billing cost. The prototype design is divided into three stages: the first one deals with the device's charging and power supply system, the second stage demonstrates the acquisition and conditioning system of the input variables, and the third stage is related to the Arduino Mega 2560 microcontroller, responsible for the processing, logging, and storage of information. The construction of the prototype is carried out in several phases: first, the practical design is implemented in the Proteus 8 Professional software, then it is implemented on the breadboard, and later mounted on the PCB board. Finally, these modules are enclosed in an IP-65 plastic case, which features a front-facing LCD screen to display the output variables of the finished device. The prototype functionality is validated through comparison with several practical application tests, comparing it to a conventional energy meter in a real case study. Ultimately, the prototype proves to be ideal for residential energy measurement systems as it can be tailored to the needs of consumer.

Resumen La carga no controlada de vehículos eléctricos plantea un gran desafío para los operadores de redes de distribución y los planificadores de sistemas de potencia. En lugar de focalizarse en el control de esta carga no controlada, se propone un modelo que utiliza variables de análisis de contingencias para calcular la capacidad de potencia necesaria en el sistema de potencia. Se emplea la variable de potencia no servida para evaluar la cantidad de potencia de carga no cubierta en cada barra del sistema, seguido del cálculo de la capacidad de potencia adicional requerida, utilizando un sistema fotovoltaico y de almacenamiento y otra alternativa de generación constante en el sistema de potencia IEEE de 14 barras con información sobre algunos vehículos eléctricos y la carga diaria en el sistema de potencia de Perú. Los resultados obtenidos en el sistema de potencia con generación distribuida muestran que no hay presencia de potencia no servida, corroborando el éxito de la metodología utilizada. Este modelo brinda herramientas tanto a los operadores de redes de distribución como a los planificadores de sistemas de potencia, reduciendo el impacto en el sistema de potencia de los vehículos eléctricos y aportando una metodología aplicable a otros sistemas de distribución eléctrica con cargas no controladas.

Abstract The uncontrolled charging of electric vehicles poses a great challenge for distribution network operators and power system planners. Instead of focusing on controlling this uncontrolled load, a model that uses contingency analysis variables to calculate the power capacity needed in the power system is proposed. The unserved power variable is used to evaluate the amount of uncovered load power at each bus of the system, followed by the calculation of the additional power capacity required using a photovoltaic and storage system and another constant generation alternative in the 14-bus IEEE power system with information on some electric vehicles and daily load in the power system of Peru. The results obtained in the power system with distributed generation, the absence of unserved power, corroborate the success of the methodology used. This model provides tools to both distribution network operators and power system planners, reducing the impact on the power system of electric vehicles and providing a methodology applicable to other electric distribution systems with uncontrolled loads.