análisis exergetico de sistemas de generación de energía eléctrica con potencial uso en zonas no interconectadas de Colombia, estudio de casos

El presente trabajo tiene por objetivo realizar un análisis exergético de recursos de energía primaria: solar, hídrico, eólico, biomasa residual agrícola y el convencional diésel, con el fin de evaluar la disponibilidad del recurso y la posible implementación de sistemas de generación que suplan la demanda energética en cuatro casos de estudio de zonas no interconectadas (ZNI) de Colombia: Puerto Guzmán-Putumayo, Medio Atrato-Chocó, La Macarena-Meta, y la isla de San Andrés en el Archipiélago de San Andrés y Providencia. Para el análisis exergético se inició por determinar la exergía química y física asociada a los recursos energéticos disponibles en las zonas. La exergía química del diésel Fuel oil #2 (combustible utilizado en las ZNI según la CREG) [8] y raquis de plátano (residuo de biomasa con mayor potencial) [12], fueron obtenidas a partir de los datos de la composición elemental, poderes caloríficos inferiores y el consumo específico del combustible. En lo que respecta a los demás recursos, fueron utilizadas las ecuaciones propuestas por Weston [11]. Posteriormente, con la información de la demanda de energía en cada caso, fueron seleccionados diferentes sistemas de generación (con capacidades comerciales) en aras de encontrar la energía que pueden producir (exergía de salida) y si el recurso es suficiente para su implementación. En todos los casos se calculó la eficiencia exergética de los sistemas con el fin de evaluar los de mayor beneficio en cada zona. Se utilizaron los softwares Aspen Hysys v8.6 y SuperPro Designer 9.5 para determinar la cantidad de diésel y biomasa necesaria para generar la energía deseada en cada caso y compararla con el valor teórico. Finalmente, el sistema diésel reportó la eficiencia exergética más alta, seguidas por los sistemas de generación de biomasa, eólico, solar e hídrico respectivamente.

• Autores: Contreras Florez, Diana Yulieth; Hernandez Pineda, Andrea Patricia
• Tipo de recurso: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Industrial de Santander
• Repositorio: Repositorio UIS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/34345
• Acceso en línea: https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/34345; https://noesis.uis.edu.co
• Palabra clave: Eficiencia Exergética; Zonas No Interconectadas; Gasificación De Biomasa Residual Agrícola; Generadores Diésel; Paneles Solares Fotovoltaicos; Pequeñas Centrales Hídricas; Generadores Eólicos.; The man aim of this paper is an exergy analysis of primary energy resources such as: solar; water and wind energy; agricultural residual biomass and conventional diesel. This process is done in order to assess the availability of the resource and the possible implementation of generation systems that can supply the energy demand in four case studies of the following non-interconnected areas (ZNI) of Colombia: Puerto Guzmán-Putumayo; Medio Atrato-Chocó; La Macarena-Meta; and the island of San Andres located in the Archipelago of San Andres and Providencia. The first step in the exergy analysis is to determine the chemical and physical exergy associated to the available energy resources in the zones. The chemical exergy of the diesel fuel Oil #2 that is which is the biomass residue with greater potential; according to a previous research [12]; lower calorific powers and specific fuel consumption were obtained from the data elemental composition. Regarding the other sources; equations proposed by Weston [11] proposals is used. Later; different generation systems with commercial skills were selected according to the energy demand information collected in each case. This process was done in order to find the energy that can generate exergy output and to know if the resource is sufficient for its implementation. In all cases; the exergetic efficiency of the systems is calculated in order to evaluate the most beneficial ones in each zone. The software Aspen Hysys v8.6 and Super-Pro Designer 9.5 is used to determine the amount of diesel and biomass needed to generate the desired energy in each case and compare it with the theoretical value. Finally; the diesel system reported the highest exergy efficiency; followed by the systems of biomass; wind; solar generation and water respectively.
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