Energía solar en la operación del acueducto municipal de González, departamento del Cesar

El departamento del Cesar históricamente ha presentado inconvenientes en cuanto a la disponibilidad de energía, lo cual ha obstaculizado la puesta en marcha y continuidad de algunos proyectos. Una de las alternativas de solución se enfoca en el uso de la energía solar en esta zona del país, teniendo...

Full description

Autores:
Cárdenas-Hernández, Yury Tatiana
Tipo de recurso:
Masters Thesis
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Santo Tomás
Repositorio:
Repositorio Institucional USTA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.usta.edu.co:11634/34259
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11634/34259
Palabra clave:
Solar energy
Solar radiation
Mathematical model
Renewable energies
Photovoltaic system
Energía térmica solar
Radiación solar
Recursos energéticos renovables
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description El departamento del Cesar históricamente ha presentado inconvenientes en cuanto a la disponibilidad de energía, lo cual ha obstaculizado la puesta en marcha y continuidad de algunos proyectos. Una de las alternativas de solución se enfoca en el uso de la energía solar en esta zona del país, teniendo en cuenta que los mayores valores de brillo solar medio diario están en la región Caribe y la Orinoquia. Por tal motivo el municipio de González, del departamento de Cesar, promovió la construcción del primer acueducto en Colombia que operara únicamente con energía hidráulica y solar. Lo cual permite garantizar la continuidad en el servicio de agua potable, y la contribución con la disminución de las emisiones de CO2, teniendo en cuenta que ya no se requeriría combustible para su operación. Como apoyo a la propuesta anterior, se plantea el presente proyecto de investigación, cuyo objeto tiene dos ejes principales; estimar el potencial de radiación en el municipio de González y establecer el dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico para aprovechar dicha energía. El modelo matemático seleccionado para la temática inicial del proyecto es de tipo empírico y fue propuesto por Bristow-Campbell, basados en la disponibilidad de información, y el buen ajuste presentado en estudios previos, en cuyo desarrollo se analizó información secundaria proveniente de la estación climática Aeropuerto Aguas Claras, y la información disponible en la página POWER, siendo esta un conjunto de datos solares y meteorológicos de la investigación de la NASA para el apoyo de energía renovable. Para el dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico se utilizó una metodología fundamentada en el potencial de radiación disponible en la zona, el requerimiento energético en la operación de la planta de tratamiento de agua potable, las instalaciones administrativas y de laboratorio del acueducto municipal y el dimensionamiento del subsistema de generación, de acumulación y del regulador inversor. Es posible concluir que el potencial de radiación para el municipio de González estimado en un rango entre (4,5 y 6) KWH/m2/día, es suficiente para suplir el consumo promedio, así mismo, el dimensionamiento propuesto tiene la capacidad para suministrar electricidad en la operación de la planta de tratamiento de agua potable, las instalaciones administrativas y el laboratorio del acueducto.
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Por tal motivo el municipio de González, del departamento de Cesar, promovió la construcción del primer acueducto en Colombia que operara únicamente con energía hidráulica y solar. Lo cual permite garantizar la continuidad en el servicio de agua potable, y la contribución con la disminución de las emisiones de CO2, teniendo en cuenta que ya no se requeriría combustible para su operación. Como apoyo a la propuesta anterior, se plantea el presente proyecto de investigación, cuyo objeto tiene dos ejes principales; estimar el potencial de radiación en el municipio de González y establecer el dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico para aprovechar dicha energía. El modelo matemático seleccionado para la temática inicial del proyecto es de tipo empírico y fue propuesto por Bristow-Campbell, basados en la disponibilidad de información, y el buen ajuste presentado en estudios previos, en cuyo desarrollo se analizó información secundaria proveniente de la estación climática Aeropuerto Aguas Claras, y la información disponible en la página POWER, siendo esta un conjunto de datos solares y meteorológicos de la investigación de la NASA para el apoyo de energía renovable. Para el dimensionamiento del sistema solar fotovoltaico se utilizó una metodología fundamentada en el potencial de radiación disponible en la zona, el requerimiento energético en la operación de la planta de tratamiento de agua potable, las instalaciones administrativas y de laboratorio del acueducto municipal y el dimensionamiento del subsistema de generación, de acumulación y del regulador inversor. Es posible concluir que el potencial de radiación para el municipio de González estimado en un rango entre (4,5 y 6) KWH/m2/día, es suficiente para suplir el consumo promedio, así mismo, el dimensionamiento propuesto tiene la capacidad para suministrar electricidad en la operación de la planta de tratamiento de agua potable, las instalaciones administrativas y el laboratorio del acueducto.The Cesar´s Department has presented historically problems in terms of availability energy, which has hindered the implementation and continuity of some projects. One of the alternatives solutions focuses on the use of solar energy in this area, considering that the highest daily average brightness values are in the Caribbean region and the Orinoquia. For this reason, the Municipality of González, in the Cesar Department, promoted the construction of the first aqueduct in Colombia that operates only with hydraulic and solar energy, which ensures continuity in the drinking water service, and the contribution with the reduction of CO2 emissions at the atmosphere , In order to minimized the use of fuel for this operation. In support of the above investigation, the object of the present project has two main ideas; the first one is estimate the radiation potential in the municipality of González and the second one is establish the dimensions of the photovoltaic solar system to take advantage of this kind ofenergy. The mathematical model selected, is an empirical one proposed by Bristow-Campbell, based on the availability of information, and the match presented in previous studies , in which was analized secondary information, coming from the Aguas Claras Airport weather station, and the information available on the POWER page, that is a set of solar and meteorological data from NASA’s researchs for renewable energy. For the evaluation of the photovoltaic solar system, it was used a methodology based on the radiation potential available in the area, the energy requirement in the operation of the drinking water treatment plant, the administrative and laboratory facilities of the municipal aqueduct and the measure that were used of the generation, accumulation and investment regulator subsystem. It was conclude that the radiation potential for the Municipality of González, is estimated in a range between (4.5 and 6) KWH/m2/day, and that value is enough to meet the average, as well as the measurement proposed, have the capacity to supply electricity in the operation of the potable water treatment plant, the administrative and laboratory facilities of the aqueduct.Maestríaapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásMaestría Ciencias y Tecnologías AmbientalesFacultad de Química AmbientalAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Acceso cerradoinfo:eu-repo/semantics/closedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_14cbEnergía solar en la operación del acueducto municipal de González, departamento del CesarSolar energySolar radiationMathematical modelRenewable energiesPhotovoltaic systemEnergía térmica solarRadiación solarRecursos energéticos renovablesCélulas solaresCélulas fotoeléctricasMatemáticas-modelosEnergía solarRadiación solarModelo matemáticoEnergías renovablesSistema fotovoltaicoTesis de maestríainfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisCRAI-USTA Bucaramanga[1] Autoridad Nacional de Licencias Ambientales - ANLA, 5 3 2018. [En línea]. “El sistema de generación fotovoltaica tiene una capacidad a instalar de 70 kWp y permite producir unos 92.930 kWh/año de energía eléctrica”. [Último acceso: 1-8-2019]. Available: http://portal.anla.gov.co/noticias/se-expidecertificacion-beneficio-ambiental-al-terminal-pereira[2] IDEAM-UPME, «Atlas de radiación solar ultravioleta y ozono de Colombia,» Imprenta Nacional de Colombia, Bogotá, 2017. ISSN: 978 958 8067 94 0.[3] G. Digital, «Alcaldía municipal de González en Cesar,» 9 7 2018. [En línea]. [Último acceso: 3 2 2019]. Available: http://www.gonzalez-cesar.gov.co/municipio/geografia[4] D. B. Fraubert, «Desarrollo del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de junin, Perú,». RTQ vol. 35 no.2, Santiago de Cuba, mayo-ago. 2015. Versión On-line ISSN 2224-6185[5] D. Frauberth, «Validación y aplicación del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de Junin,». 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