Modelo para la gestión de energía de un sistema híbrido de generación conectado a la red

Rojas Melo, Nicolás Alejandro | 2021

A nivel mundial se encuentran lugares como caseríos o comunidades aisladas, en donde no es posible ubicar una instalación eléctrica, o bien sea que el acceso a la misma se encuentra bastante limitado y presenta muchas interrupciones o problemas de calidad, tampoco llevar el tendido de una línea de transmisión o incluso realizar la construcción de una subestación, y una de las necesidades primordiales es la entrega del servicio de energía eléctrica con fiable y además, mediante una gestión previa de la misma para luego ser entregada a estos sitios; a consecuencia de esta problemática se ha visto la importancia de usar las distintas fuentes de energía renovable no convencionales (FNCER) funcionando conjuntamente, el cual recibe por nombre sistema híbrido (SH). Numerosos estudios indican que las condiciones meteorológicas en las zonas donde no se cuenta con el servicio eléctrico o también llamadas zonas no interconectadas (ZNI), son favorables y no presentan mayor variación con lo cual se puede prescindir de que dicho flujo sea constante en gran proporción. Este trabajo tiene principalmente dos finalidades: en primer lugar, incentivar el uso de las FNCER en el país y en regiones en donde se pueda aprovechar el potencial renovable; en segundo lugar, entender mejor la gestión de la generación de las fuentes que conforman el SH ya que no siempre se tendrá disponibilidad del recurso climático, en estos casos se vería necesario tomar energía de la red eléctrica. Para la consecución de los objetivos se empleó, en primer lugar, la deducción e implementación de dos per files de carga: residencial e industrial, los cuales se dispondrán a manera de carga resistiva del SH para poder considerar un factor de potencia unitario. En segundo lugar, se realizó una metodología basada principalmente en la aplicación, desarrollo y articulación de un modelo autorregresivo estacionario basado en la caracterización de los equipos previamente establecidos para representar el comportamiento de cada fuente de energía renovable, que para este caso se utilizaron paneles solares y una turbina eólica de eje vertical. Finalmente, en tercer lugar, con ayuda de un software se realizó el análisis financiero y económico del comportamiento del SH, mostrando variables que determinan el retorno de la inversión, ingresos y egresos del proyecto en concordancia con la ubicación geográfi ca del mismo. Los resultados obtenidos por un lado indican una aproximación bastante acertada de la energía generada, por fuente, a una hora específi ca del d a siguiente con el objetivo de realizar así la gestión del recurso energético en estado estacionario, es decir, que, si la generación se ve afectada por alguna razón, en el modelo no se verán reflejadas las variables que sufrieron dicha perturbación. Por otro lado, los resultados de viabilidad fi nanciera muestran el retorno de la inversión del proyecto a largo plazo por el tamaño y la capacidad instalada del mismo, debido a lo anterior se concluyó que con base a la potencia instalada del SH se puede acelerar el retorno de la inversión ya que no será necesario tomar energía de la red eléctrica.