https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/993 2026-03-07T15:04:42Z 2026-03-07T15:04:42Z Jiménez Juárez, Josefina https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12236 2026-02-27T01:00:58Z 2026-02-06T00:00:00Z

Title: Convertidor Bidireccional Cargador de Baterías en un Esquema Paralelo de un Sistema Fotovoltaico Autónomo Authors: Jiménez Juárez, Josefina Description: En esta tesis se presenta el análisis, diseño y evaluación de un sistema fotovoltaico autónomo enfocado en la optimización del procesamiento y la gestión de energía ante la variabilidad de la radiación solar, la cual depende de factores como la ubicación geográfica, la época del año y las condiciones meteorológicas. Estas variaciones generan fluctuaciones en la producción energética, lo que dificulta un aprovechamiento eficiente y estable de la energía en sistemas autónomos. Un sistema fotovoltaico autónomo convencional está conformado por diversas etapas de conversión de energía, entre las que se incluyen la captación solar, el seguimiento del punto de máxima potencia, el almacenamiento en baterías y el suministro de energía al usuario. La presencia de múltiples etapas incrementa las pérdidas energéticas y puede afectar la eficiencia global del sistema, especialmente en los procesos de carga y descarga del sistema de almacenamiento. Con el objetivo de reducir estas pérdidas y mejorar la gestión energética, se propone el diseño e implementación de un convertidor bidireccional en simulación operando en esquema paralelo, capaz de gestionar de forma eficiente el flujo de energía entre el arreglo fotovoltaico, la batería y la carga. El convertidor diseñado opera bajo cinco modos de transferencia y control de potencia, permitiendo adaptarse a las condiciones de generación y demanda del sistema. La evaluación del desempeño del sistema se realiza mediante simulaciones en el entorno de SIMetrix, considerando escenarios de irradiancia constante y variable, con perfiles reales obtenidos de la REDMET y la evaluación del comportamiento de un sistema fotovoltaicos en el entorno de simulación de PSIM. Los resultados obtenidos evidencian que el esquema paralelo mejora la eficiencia global del sistema frente a la configuración tradicional, reduciendo pérdidas por conversiones sucesivas y proporcionando una gestión más estable de la energía en sistemas fotovoltaicos autónomos.

2026-02-06T00:00:00Z Aparicio Rodríguez, Oswaldo https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12185 2026-02-23T21:53:57Z 2026-02-05T00:00:00Z

Title: Celda Peltier para la generación de electricidad con fuentes pasivas de frío y calor Authors: Aparicio Rodríguez, Oswaldo Description: La energía termoeléctrica basada en celdas Peltier ha emergido como una alternativa viable para la generación de energía renovable a partir de gradientes térmicos. Estos dispositivos, también conocidos como módulos termoeléctricos, operan en función de dos principios físicos fundamentales: el efecto Seebeck y el efecto Peltier. El efecto Seebeck es el responsable de la generación de un potencial eléctrico cuando se establece un diferencial de temperatura entre las caras caliente y fría del módulo, permitiendo así la conversión directa de energía térmica en energía eléctrica. Por otro lado, el efecto Peltier se manifiesta cuando se aplica una corriente eléctrica al módulo, produciendo un transporte de calor que genera un enfriamiento en una cara y un calentamiento en la otra. En el presente trabajo, se aprovecha el efecto Seebeck para la generación eléctrica, mediante el uso de una diferencia térmica controlada. Esta conversión se realiza de forma directa, silenciosa y sin partes móviles, lo que convierte a los módulos termoeléctricos en una solución robusta y de bajo mantenimiento para aplicaciones energéticas sostenibles. Sin embargo, la eficiencia de estos sistemas depende fuertemente de la diferencia térmica establecida, por lo que se requiere una adecuada gestión del flujo de calor. En este trabajo se propone un sistema de captación y conversión de energía solar térmica mediante el uso de un lente Fresnel de 30 cm × 30 cm como concentrador, dirigida hacia una estructura compuesta por 10 celdas Peltier modelo TEC1-12706 con un disipador de aluminio en las caras frías. El objetivo es lograr un diferencial térmico promedio de entre 15 °C y 20 °C, manteniendo las caras calientes entre 55 °C y 85 °C, y las caras frías entre 45 °C y 65 °C, dependiendo de las condiciones ambientales. La energía eléctrica generada por las celdas se podría entregar a un convertidor elevador tipo Boost, diseñado para adecuar la tensión de salida a niveles más adecuados. Posteriormente, esta energía sea almacenada en un capacitor, el cual alimentaría finalmente un dispositivo de bajo consumo como una lámpara LED, permitiendo aprovechar la energía solar captada durante el día. El diseño se valida mediante simulaciones, modelando las celdas Peltier, el convertidor Boost y el capacitor. Se realizan pruebas experimentales en condiciones reales, tomando como ubicación Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET) campus Palmira. Donde finalmente este enfoque demostrará la viabilidad de utilizar tecnología termoeléctrica solar con elementos económicos y de bajo mantenimiento, abriendo una alternativa interesante para aplicaciones de bajo consumo en zonas con alta radiación solar.

2026-02-05T00:00:00Z Lozano Martínez, José Erik https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12183 2026-02-23T21:23:18Z 2026-02-04T00:00:00Z

Title: Convertidor Resonante para Aplicaciones de Hipertermia Authors: Lozano Martínez, José Erik Description: En este trabajo se presenta el diseño, análisis y validación experimental de un convertidor resonante tipo clase E, configurado con una red de carga simplificada que emplea únicamente un inductor y un condensador, orientado a aplicaciones de hipertermia magnética. El objetivo principal fue desarrollar una fuente de excitación eficiente, estable y adecuada para generar campos magnéticos alternos en el rango de frecuencia requerido para la activación térmica de nanopartículas magnéticas, minimizando al mismo tiempo las pérdidas de conmutación y el estrés eléctrico sobre el dispositivo de potencia, además un punto importante fue que tanto el dispositivo como las nanopartículas sean asequibles. El diseño del convertidor diseñado siguió criterios clásicos de operación clase E, buscando condiciones cercanas a conmutación a voltaje cero, lo que permitió obtener formas de onda suaves en el voltaje drenaje fuente y una corriente resonante bien definida en el inductor de carga. La elección de una topología con un inductor y un condensador redujo la complejidad del sistema y facilitó el ajuste fino de la resonancia, manteniendo una buena eficiencia energética, aspecto crítico para aplicaciones biomédicas donde la estabilidad térmica y eléctrica son críticas. Como parte del enfoque experimental, se desarrolló un fantasma (phantom) que emula las propiedades dieléctricas del tejido humano, con el fin de reproducir de manera controlada las condiciones reales de operación durante las pruebas, este fantasma permitió evaluar el comportamiento del sistema bajo condiciones que presentan el cuerpo humano, asegurando que la distribución del campo magnético y la respuesta térmica fueran adecuadas y similares con escenarios clínicos. Adicionalmente, se realizaron pruebas con soluciones basadas en hierro dextrano como sustancia alterna para el estudio del calentamiento inducido por campos magnéticos alternos, que tenga la característica de ser fácil de obtener, eficaz, segura y asequible. Los experimentos mostraron un incremento de temperatura consistente y reproducible, confirmando la adecuada transferencia de energía desde el convertidor hacia las nanopartículas. Los resultados obtenidos muestran que el sistema propuesto es capaz de operar de forma estable durante periodos prolongados, manteniendo la resonancia y la eficiencia, lo que lo posiciona como una alternativa viable para investigaciones en hipertermia magnética controlada. Por lo que el trabajo integra el diseño electrónico, la validación experimental y la simulación de condiciones biológicas reales, aportando una solución compacta y eficiente para estudios de hipertermia magnética basada en convertidores resonantes clase E.

2026-02-04T00:00:00Z Hernández Ruiz, Alan Yabin https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12181 2026-02-23T21:09:14Z 2026-02-03T00:00:00Z

Title: Diseño y simulación de cargador en carga rápida en CD para vehículos eléctricos Authors: Hernández Ruiz, Alan Yabin Description: La creciente adopción de los vehículos eléctricos ha impulsado el desarrollo de tecnologías de carga capaces de satisfacer las crecientes demandas de potencia, eficiencia y compatibilidad con la red eléctrica. En este contexto, la presente tesis tiene como objetivo diseñar un cargador rápido de nivel 3 para vehículos eléctricos que maximice la eficiencia energética mediante la implementación de un convertidor resonante LLC. El trabajo presenta un análisis exhaustivo del ecosistema de carga de vehículos eléctricos, abarcando las estaciones de carga de corriente directa de nivel 3, las topologías de los convertidores de potencia y el papel de los sistemas de almacenamiento de energía en el apoyo a la integración con la red eléctrica. Se comparan soluciones comerciales y desarrollos académicos considerando parámetros clave como voltaje, corriente, potencia, eficiencia y protocolos de comunicación. Asimismo, se examinan las tendencias actuales en las arquitecturas de cargadores, incluyendo configuraciones buck, boost, buck-boost, resonantes LLC y de puente completo, haciendo énfasis en la eficiencia, densidad de potencia y capacidad de operación bidireccional. Se aborda también la integración del almacenamiento estacionario como amortiguador energético para estaciones de carga rápida, con el fin de mitigar los impactos en la red. El estudio destaca la relevancia de los semiconductores de banda ancha como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN), que ofrecen mejoras significativas en eficiencia y rendimiento térmico. Sin embargo, se identifica una brecha entre la transparencia técnica de los sistemas comerciales y la limitada documentación de los prototipos académicos, lo que evidencia la necesidad de estandarizar los métodos de reporte y validación. En síntesis, esta tesis no solo analiza el panorama actual de las tecnologías de carga, sino que propone el diseño de un sistema de carga de nivel 3 basado en un convertidor resonante LLC, orientado a lograr una solución eficiente, escalable y adaptable a las futuras demandas de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos.

2026-02-03T00:00:00Z