Scielo RSS http://www.scielo.org.co/rss.php?pid=0122-538320230002&lang=pt vol. 13 num. 2 lang. pt http://www.scielo.org.co/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.co http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832023000200005&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT Renewable energy, particularly geothermal energy, is on the rise globally. It has been demonstrated that recovering heat lost during geothermal cycles is essential due to the inefficiency of these cycles. This paper pproposes a combined power generation cycle using EES software to model a single-flash geothermal cycle, and a trans-critical carbon dioxide cycle. The study compares the system's performance during its "Without Economizer" and "With Economizer" operational stages. The impact of the economizer on the system's output metrics, including the net power output, energy efficiency, and energy efficiency, was examined. The results show that the "With Economizer" system's net power output increased from 451.3 kW to 454 kW. The energy efficiency difference between the two systems is based on the first law of thermodynamics, where the value ofthe "Without Economizer" system is 6.036%, and the "With Economizer" system is 6.075%. The system without an economizer had an energy efficiency value of 26.26%, whereas the system with an economizer reached 26.43%, based on the second law of thermodynamics. Installing the economizer increased the total economic cost rate of the system from 0.225M$/Year to 0.2294M$/Year, which increased the product cost rate from 15.82$/GJ to 16.02$/GJ.<hr/>RESUMEN El uso de energías renovables, en particular la geotérmica, está aumentando en todo el mundo. Se ha demostrado que recuperar el calor perdido durante los ciclos geotérmicos es esencial debido a la ineficiencia de estos ciclos. Este estudio propone un ciclo combinado de generación de energía que utiliza el software EES para modelar un ciclo geotérmico de un solo flujo y un ciclo transcrítico de dióxido de carbono. El estudio compara el rendimiento del sistema durante sus fases operativas "Sin economizador" y "Con economizador". Se examina el impacto del economizador en las métricas de producción del sistema, incluida la producción de potencia neta, la eficiencia energética y la eficiencia exergética. Los resultados muestran que la potencia neta del sistema "con economizador" aumentó de 451.3 kW a 454 kW. La diferencia de eficiencia energética entre los dos sistemas se basa en la primera ley de la termodinámica, teniendo el sistema "Sin economizador" un valor de 6.036% y el sistema "Con economizador" un valor de 6.075%. El sistema sin economizador tuvo un valor de eficiencia exergética del 26.26%, mientras que el sistema con economizador alcanzó un valor del 26.43% basado en la segunda ley de la termodinámica. La instalación del economizador aumentó la tasa de coste total económico del sistema de 0.225 M$/ año a 0.2294 M$/año, lo que se tradujo en un aumento de la tasa de coste del producto de 15.82$/GJ a 16.02$/GJ. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832023000200015&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT For the past few years, the energy demand has been raised progressively all over the world. Numerous extensive studies have been conducted to reduce the rate of emission in diverse alternative fuels. However, currently numerous investigations have been undertaken to diminish the harmful impact of the exhaustion of gas emissions from the utilization of diesel, Liquefied Petroleum Gas (LPG), and gasoline fuels. Hence, a novel triple fuel system (i.e. petrol, diesel, and LPG) is proposed based on three different analyses, namely energy, exergy, and emission at diverse load (kg) conditions. Nonetheless, the validations of each method are performed by single-cylinder four-stroke diesel engines at optimized conditions. Moreover, the analyses are performed at a constant speed rate of 1500rpm, with six diverse engine loads (kg) of about (2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, and 13.50 kg). Various measurable factors such as emission rate, heat transfer rate, and cylinder pressure are determined to estimate the steady state condition. Finally, various parameters such as brake thermal efficiency, specific fuel consumption, and exhaust gas analysis are performed and compared with single fuel, dual fuel, and the proposed triple fuel modes to determine the efficiency of the system.<hr/>RESUMEN En los últimos años, la demanda de energía ha aumentado progresivamente en todo el mundo. Se han realizado numerosos estudios exhaustivos para reducir la tasa de emisiones de diversos combustibles alternativos. Sin embargo, en la situación actual, se están llevando a cabo numerosas investigaciones para disminuir los efectos nocivos del de las emisiones de gases procedentes de la utilización de combustibles como, el diésel, el gas licuado de petróleo (GLP) y la gasolina. A partir de ello, se propone un novedoso sistema de combustible triple (es decir, gasolina, gasóleo y GLP) basado en tres análisis diferentes; energía, exergía y emisiones para diferentes condiciones de carga (kg). Las validaciones de cada método se realizan con motores diésel monocilíndricos de cuatro tiempos en condiciones optimizadas. Además, los análisis se realizan a una velocidad constante de 1.500 rpm con seis cargas diferentes (kg) del motor de aproximadamente (2,5, 5, 7,5, 10, 12,5 y 13,50 kg). Se determinan varios factores medibles, como la tasa de emisión, la tasa de transferencia de calor y la presión del cilindro, para estimar la condición de estado estacionario. Por último, se realizan y comparan varios parámetros, como la eficiencia térmica de frenado, el consumo específico de combustible y el análisis de los gases de escape, con los modos de combustible único, combustible doble y combustible triple propuestos para determinar la eficiencia del sistema. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832023000200029&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT Hybrid Electric Vehicles (HEVs) must ensure power demand through minimum fuel consumption and a control strategy. Existing control methods were easy to implement, showing quick response and good performance. Power demand is linked to numerous factors such as level of social and economic expansion, industrialization, urbanization, and technological growth. However, power demand problems like higher energy waste, poor quality, less accuracy, lack of robustness, and limited operating range were not reduced in existing controller methods. This paper presents an Artificial Fish Swarm Speed Optimization Fuzzy PID Controller (AFSSOF-PIDC). AFSSOFPIDC-DRNLC includes different layers in drive train management. Initially, different vehicle data is considered in the input layer and then sent to hidden layer 1. Fitness is identified by improved Artificial Fish Swarm Speed Optimization to find optimal values that minimize the power demand, and then send it toward hidden layer 2. A Mamdani Fuzzy PID Controller is used in hidden layer 2. If the fitness value of the vehicle information is less than the threshold value, fuel consumption is minimized in the HEV. Otherwise, consumption of fuel is not minimized in the HEV. Finally, energy management is achieved through minimal power demand. The results indicate that the performance of the proposed AFSSOFPIDC-DRNLC technique minimizes fuel consumption by increasing the performance of the controller as compared with existing methods.<hr/>RESUMEN Los vehículos eléctricos híbridos (VEHs) tienen que garantizar la demanda de potencia utilizando un consumo mínimo de combustible y una estrategia de control. Existen métodos de control , fáciles de aplicar, de respuesta rápida y buen rendimiento. La demanda de energía se debe a numerosos factores, como el nivel de expansión social y económico, la industrialización, la urbanización y el crecimiento tecnológico. Sin embargo, los problemas como el mayor gasto de energía, baja calidad, menor precision, falta de robustez y rango de operación limitado, no se han reducido en los métodos de controlador existentes. Este trabajo presenta un controlador PID difuso (AFSSOF-PIDC) para la optimización de la velocidad de enjambres de peces artificiales. AFSSOF-PIDC-DRNLC incluye varias capas de gestión del tren de potencia. En primer lugar, se consideran varios datos del vehículo como entrada en la capa de entrada y se envían a la capa oculta 1. La aptitud se determina mediante una optimización mejorada de la velocidad del enjambre de peces artificiales para encontrar valores óptimos que minimicen la demanda de potencia y se envía a la capa oculta 2. En la capa oculta 2 se utiliza un controlador PID difuso Mamdani. Si el valor de aptitud de la información del vehículo es inferior al valor umbral, se minimiza el consumo de combustible en el HEV En caso contrario, el consumo de combustible no se minimiza en el HEV. Por último, la gestión de la energía se consigue minimizando la demanda de potencia. Los resultados indican que el rendimiento de la técnica AFSSOFPIDC-DRNLC propuesta minimiza el consumo de combustible para aumentar el rendimiento del controlador en comparación con los métodos existentes. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832023000200039&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT The growing demand for energy, coupled with volatile oil prices and the environmental damage caused by the harmful gases produced when it is used, has prompted countries to explore alternative energy sources. The transportation sector, an important end-user of petroleum, must adapt to the changing energy landscape and opt for new technologies to remain competitive. The study conducted a thorough thermodynamic analysis to assess the economic and environmental impact of using biodiesel (BD) made from cold-pressed linseed crude oil, commercial diesel fuel (DF), and ethanol in a compression-ignition (CI) engine. The study conducted a detailed thermodynamic analysis of performance and emission data recorded from a single-cylinder diesel engine. The analysis included energy, exergy, sustainability, exergoeconomic, exergoenvironmental, and exergoenviroeconomic parameters. The results pointed out that the fuel energy increases with the load, with B20E5 fuel reaching 6.887 kW at 25% load and 18.908 kW at 75% load. BD and blended fuels were found to have a higher fuel energy compared to DF. At 50% load, DF and B20 fuels have fuel energies of 10.765 kW and 10.888 kW, respectively. The analysis clearly demonstrates that commercial DF outperforms both DF-BD binary fuel blends and DF-BD-ethanol blends in terms of thermal and exergy efficiency values. Furthermore, DF exhibits lower entropy generation and exergy destruction than other binary and ternary blends. At maximum load, the exergy efficiencies of DF, B20, and B20E10 fuels were 28.5%, 25.8%, and 24.7%, respectively. The exergy losses were determined to be 10.495 kW, 12.317 kW, and 13.134 kW, respectively, under the same conditions. Binary and ternary fuel blends have a higher cost of power from the engine shaft due to the expensive market prices of ethanol and linseed oil-based BD compared to DF. However, B20 and B20E10 fuels have a lower environmental cost than DF, with B20 and B20E10 fuels estimated to be 2.8% and 5.3% lower than DF, respectively, at full load. These findings demonstrate the clear advantages of using B20 and B20E10 fuels over DF, both in terms of cost and environmental impact. Additionally, the infusion of ethanol into ternary blends reduces the environmental damage. This study provides a unique perspective on sustainable energy research and serves as a valuable reference for future studies.<hr/>RESUMEN La creciente demanda de energía, unida a la volatilidad de los precios del petróleo y a los daños medioambientales causados por los gases nocivos que se producen al utilizarlo, ha impulsado a los países a explorar fuentes de energía alternativas. El sector del transporte, importante usuario final del petróleo, debe adaptarse al cambiante panorama energético y optar por nuevas tecnologías para seguir siendo competitivo. El estudio realizó un minucioso análisis termodinámico para evaluar el impacto económico y medioambiental del uso de biodiésel (BD) elaborado a partir de aceite crudo de linaza prensado en frío, comercial diésel (DF) y etanol en un motor de encendido por compresión (MEC). El estudio realizó un análisis termodinámico detallado de los datos de rendimiento y emisiones registrados en un motor diésel monocilíndrico. El análisis incluyó parámetros energéticos, exergéticos, de sostenibilidad, exgoeconómicos, exgoambientales y exgoenviroeconómicos. Los resultados señalaron que la energía del combustible aumenta con la carga, alcanzando el combustible B20E5 6.887 kW al 25% de carga y 18.908 kW al 75% de carga. Se observó que el BD y los combustibles mezclados tenían una energía de combustible superior a la del DF. Al 50% de carga, los combustibles DF y B20 tienen energías de 10.765 kW y 10.888 kW, respectivamente. El análisis demuestra claramente que el DF comercial supera tanto a las mezclas binarias de combustibles DF-BD como a las mezclas DF-BD-etanol en términos de valores de eficiencia térmica y exergética. Además, el DF presenta una menor generación de entropía y destrucción de exergía que otras mezclas binarias y ternarias. A carga máxima, las eficiencias exergéticas de los combustibles DF, B20 y B20E10 fueron del 28.5%, 25.8% y 24.7%, respectivamente. Las pérdidas de exergía fueron de 10.495 kW, 12.317 kW y 13.134 kW, respectivamente, en las mismas condiciones. Las mezclas binarias y ternarias de combustible tienen un mayor coste de potencia del eje del motor debido a los caros precios de mercado del BD a base de etanol y aceite de linaza en comparación con el DF. Sin embargo, los combustibles B20 y B20E10 tienen un coste medioambiental inferior al DF, estimándose que los combustibles B20 y B20E10 son un 2,8% y un 5,3% inferiores al DF, respectivamente, a plena carga. Estos resultados demuestran las claras ventajas del uso de combustibles B20 y B20E10 sobre el DF, tanto en términos de coste como de impacto ambiental. Además, la infusión de etanol en las mezclas ternarias reduce el daño medioambiental. Este estudio ofrece una perspectiva única sobre la investigación de la energía sostenible y sirve de valiosa referencia para futuros estudios. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-53832023000200055&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT The response section method (RSM) determines the effectiveness of the data transfer at different load conditions of the engine to minimize and amplify emissions. Traditionally, manual measurements can be used to measure performance and exhaust emissions under different load conditions. This saves costa in continuous measurement. In this experimental study, nanoparticles (NPs), which have been used as fuel additives recently, were added to the diesel fuel and their effect on engine performance and emissions was analyzed. Optimization was achieved using the response and results of the surface method application. CeO2 nanoparticles were added to the fuel, at 25, 50 and 100 ppm rates, and tests were conducted at 1600, 2000, 2400 and 2800 rpm engine speeds. According to the results, an increase in brake thermal efficiency, engine power, and engine torque was observed, as well as a decrease in brake specific fuel consumption (BSFC). In emissions, CO, HC, and smoke emissions decreased, while NOx emissions increased. An optimization study was conducted with the data obtained subsequently. In the optimization with the response surface method, the optimum values were 2200 rpm and 100 ppm CeO2. Hence, engine torque, engine power, BSFC, thermic efficiency, NOx, CO, HC and smoke emissions, 25.650 Nm, 6.374 kW, 325.175 g/kWh, 27.50%, 1192 ppm, 53.30%, 96 ppm and 45.40% values were obtained, respectively. As for engine performance parameters, low error rates were obtained. The response surface method is compatible with low error rates, especially in engine performance values.<hr/>RESUMEN El método de la sección de respuesta (RSM) determina la eficacia de la transferencia de datos en diferentes condiciones de carga del motor para minimizar y amplificar las emisiones. Tradicionalmente, se pueden aplicar mediciones manuales para medir el rendimiento y las emisiones de escape en diferentes condiciones de carga. Esto ahorra el coste de la medición continua. En este estudio experimental, se agregaron nanopartículas, que han sido utilizadas recientemente como aditivos de combustible, al combustible diésel y se investigó su efecto en el rendimiento del motor y las emisiones. Se realizó una optimización utilizando el método de superficie de respuesta con los resultados obtenidos. Se agregaron nanopartículas de CeO2 al combustible en concentraciones de 25, 50 y 100 ppm, y se realizaron pruebas a velocidades del motor de 1600, 2000, 2400 y 2800 rpm. Según los resultados, se observó un aumento en la eficiencia térmica, la potencia del motor y el par motor, mientras que se produjo una disminución en el consumo específico de combustible. En cuanto a las emisiones, las emisiones de CO, HC y hollín disminuyeron, mientras que las emisiones de NOx aumentaron. Se realizó un estudio de optimización con los datos obtenidos posteriormente. En la optimización realizada con el método de superficie de respuesta, se determinó que los valores óptimos eran 2200 rpm y 100 ppm de CeO2. Como resultado, se obtuvieron los siguientes valores para el par motor, la potencia del motor, el consumo específico de combustible, la eficiencia térmica, las emisiones de NOx, CO, HC y hollín: 25.650 Nm, 6.374 kW, 325.175 g/kWh, 27.50%, 1192 ppm, 53.30%, 96 ppm y 45.40%, respectivamente. En los parámetros de rendimiento del motor se obtuvieron tasas de error bajas. El método de superficie de respuesta ha demostrado su compatibilidad con tasas de error bajas, especialmente en los valores de rendimiento del motor.