Publication: Diseño e implementación de un dispositivo que permita gestionar el almacenamiento y la demanda de energía eléctrica en una solución fotovoltaica aislada.
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Authors
Abstract (Spanish)
Con la masificación de las soluciones solares fotovoltaicas individuales SSFVI, como una opción de energización para las comunidades más apartadas de las zonas no interconectas de Colombia, se ha podido evidenciar una problemática en el modo de uso de las soluciones fotovoltaicas. Un uso adecuado de la SSFVI aislada impacta positivamente en la vida útil de la batería, pero si por el contrario no se le da un buen manejo de la solución fotovoltaica con respecto a su uso, el impacto en la vida útil de la batería se vería altamente comprometido deteriorando el funcionamiento de la misma, requiriendo de reinversiones lo cual generaría pérdidas económicas ya que las soluciones no serían sostenibles y los usuarios podrían volver a quedar sin una solución de energización en el corto plazo.
La presente investigación surge ante la necesidad de brindar una solución, mediante un dispositivo electrónico que permita gestionar el almacenamiento y la descarga del banco de baterías, con la posibilidad de realizar un deslastre de carga de ser requerido, todo lo anterior con el fin de asegurar un correcto funcionamiento del banco de baterías en marco a unas restricciones técnicas que se planteen y así poder prolongar su vida útil.
El proyecto consiste en el desarrollo de un dispositivo electrónico prototipo, en el cual se pueda implementar un sistema de gestión, el cual enviara las consignas para gestionar la demanda, mediante los conmutadores inteligentes de potencia, de acuerdo a los parámetros del estado de carga del banco de baterías y la generación fotovoltaica disponible en el sistema fotovoltaico aislado de red de la Escuela. El sistema de gestión propuesto va a recibir las variables de voltaje, corriente del generador fotovoltaico GFV, de igual forma determina el estado de carga de las baterías (State of charge SoC), a nivel de carga se recibe la corriente del circuito principal y estos a su vez estarán catalogados por niveles de prioridad, con todas estas variables el sistema de gestión toma decisiones dándole prioridad el estado del banco de baterías con la posibilidad de hacer un deslastre de carga y así poder alargar su vida útil.
Por último, se realiza la evaluación de funcionamiento del dispositivo electrónico propuesto, en diferentes condiciones de recurso solar y demanda y así lograr un equilibrio en la operación del SFV.
Abstract (English)
With the widespread adoption of individual photovoltaic solar solutions (SSFVI) as an electrification option for remote communities in the non-interconnected areas of Colombia, a problem has been identified in the usage patterns of photovoltaic solutions. Proper utilization of SSFVI positively impacts the battery's lifespan. Conversely, inadequate management of the photovoltaic solution in terms of usage could significantly compromise the battery's longevity, leading to deterioration and necessitating reinvestments. This would result in economic losses as the solutions become unsustainable, potentially leaving users without an electrification solution in the short term.
This research arises from the need to provide a solution through an electronic device capable of managing battery storage and discharge, with the ability to perform load shedding when necessary. The aim is to ensure the proper functioning of the battery bank within specified technical constraints, thus extending its lifespan.
The project involves developing a prototype electronic device incorporating a management system. This system will send directives to manage demand using intelligent power switches, based on parameters such as the battery bank's state of charge and the available photovoltaic generation in the isolated photovoltaic system of the school. The proposed management system will receive voltage and current variables from the photovoltaic generator (GFV), determining the state of charge (SoC) of the batteries. At the load level, the main circuit's current is received, and these variables will be categorized by priority levels. With these inputs, the management system makes decisions, prioritizing the battery bank's state and allowing for load shedding to prolong its lifespan.
Finally, the proposed electronic device's operational evaluation is conducted under various solar resource and demand conditions to achieve a balanced operation of the isolated photovoltaic system.
Director
Advisors/Directors
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81 páginas.
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Ramírez Fontecha, Franklin Jayson (2024). Diseño e implementación de un dispositivo que permita gestionar el almacenamiento y la demanda de energía eléctrica en una solución fotovoltaica aislada..
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Ramírez Fontecha, Franklin Jayson. "Diseño e implementación de un dispositivo que permita gestionar el almacenamiento y la demanda de energía eléctrica en una solución fotovoltaica aislada.." 2024.
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Ramírez Fontecha, Franklin Jayson. 2024. "Diseño e implementación de un dispositivo que permita gestionar el almacenamiento y la demanda de energía eléctrica en una solución fotovoltaica aislada.."