Estudio de la viabilidad de implementar gestión de la demanda y generación distribuida en sectores industriales

La energía representa una pieza clave para el desarrollo de cualquier país del mundo. Ésta es necesaria no sólo para garantizar el bienestar social de sus habitantes, sino para hacer funcionar su estructura económica. Así, una buena gestión energética induce beneficios en todos los sectores de un pa...

Full description

Autores:: Gutiérrez Nocua, Sebastián Andrés

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2015

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	La energía representa una pieza clave para el desarrollo de cualquier país del mundo. Ésta es necesaria no sólo para garantizar el bienestar social de sus habitantes, sino para hacer funcionar su estructura económica. Así, una buena gestión energética induce beneficios en todos los sectores de un país, permitiendo mejorar la competitividad de su economía frente a terceros, mientras que una carencia energética o una escasa racionalización de su producción transporte y distribución provocan situaciones como la sufrida en Colombia durante los años noventa. Lamentablemente, en numerosas ocasiones los países no parecen ser conscientes de los problemas estructurales que pueden aparecer a medio y largo plazo cuando basan su crecimiento económico en un consumo desmesurado de energía y no adoptan las medidas adecuadas para romper el vínculo directo entre ambas magnitudes. Este hecho se demuestra al examinar los resultados del desarrollo económico mundial producido durante la última década, en la que éste se ha saldado con un incremento de casi un 20 % en el consumo mundial de energía primaria.
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dc.relation.references.spa.fl_str_mv	Gutiérrez Nocua, Sebastián Andrés (2015). Estudio de la viabilidad de implementar gestión de la demanda y generación distribuida en sectores industriales. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1] "Active Control of Distribution Networks". Tesis Doctoral de Iñigo Cobelo - The University of Manchester, 2005. [2] "Gestión de la demanda: Optimización y evaluación de su impacto" por I. Cobelo, J. Anduaga e I. Laresgoiti (LABEIN) en la revista "Automática e Instrumentación", Especial Energía, Edición de diciembre de 2006. [3] Página web de IDAE, Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía: www.idae.es. [4] Ponencia "Garantía de suministro. Perspectivas del Sistema Eléctrico Español" por REE en Foro Nuclear XXIII. Jornadas Nucleares sobre Energía y Educación. 8 de Septiembre de 2006. [5] "El sistema eléctrico Español 2005". Fuente REE [6] Proyecto INDEL. Atlas de la Demanda Eléctrica Española. Fuente REE. [7] "Informe marco sobre la demanda de energía eléctrica y gas natural, y su cobertura año 2003" Fuente CNE. [8] Planificación de los sectores de electricidad y gas 2002-2011. Fuente Ministerio de Industria Comercio y Turismo [9] Disponible en: http://www.doncaster.gov.uk/Images. [10] W. Choudhury and S. Andrews, “Payment mechanisms for micro-generation”, DTI report K/EL/00282/REP, 2002. Disponible en: www.dti.gov.uk. [11] International Energy Agency, “The Power to Choose, Demand response in liberalised electricity markets”, Book, IEA Publications 2003, ISBN 92-64-10503-4. [12] REE, “Proyecto INDEL, Atlas de la demanda eléctrica española”, Project final report 1998. Disponible en: www.ree.es. [13] M. Newborough and P. Augood, “Demand-side management opportunities for the UK domestic sector”, IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution, Vol. 146, No. 3, pp 83-293, May 1999. [14] E.F. Lemmer and G.J. Delport, “The influence of a variable volume water heater on the domestic load profile”, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol.14, No. 4, pp 1558- 1563, December 1999. [15] H. Lee and C.L. Wilkins, “A practical approach to appliance load control analysis: a water heater case study”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-102, No. 4, April 1983. [16] A. Cohen and C. Wang, “An optimization method for load management scheduling”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 3, No. 2, pp 612-618, May 1988. [8] C.N. Kurucz, “A linear programming model for reducing system peak through customer load control programs”, IEEE
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Así, una buena gestión energética induce beneficios en todos los sectores de un país, permitiendo mejorar la competitividad de su economía frente a terceros, mientras que una carencia energética o una escasa racionalización de su producción transporte y distribución provocan situaciones como la sufrida en Colombia durante los años noventa. Lamentablemente, en numerosas ocasiones los países no parecen ser conscientes de los problemas estructurales que pueden aparecer a medio y largo plazo cuando basan su crecimiento económico en un consumo desmesurado de energía y no adoptan las medidas adecuadas para romper el vínculo directo entre ambas magnitudes. Este hecho se demuestra al examinar los resultados del desarrollo económico mundial producido durante la última década, en la que éste se ha saldado con un incremento de casi un 20 % en el consumo mundial de energía primaria.INTRODUCCIÓN 16 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 18 1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 18 1.2 OBJETIVOS 18 1.2.1 Objetivo general 18 1.2.2 Objetivos específicos 18 1.3 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN 19 1.4 ALCANCE Y DELIMITACIÓN DEL TRABAJO 20 2. FUNDAMENTACIÓN BIBLIOGRÁFICA 21 2.1 DEMANDA DE ENERGÍA 21 2.2 GESTIÓN DE LA DEMANDA ELÉCTRICA 23 2.2.1 Términos de GDE 24 2.2.2 Niveles en la GDE 25 2.2.3 Cómo actúa la Gestión de la Demanda Eléctrica 31 2.2.4 Ejemplos de iniciativas de gestión de la demanda 33 2.2.5 Beneficios de la gestión de demanda eléctrica 40 2.2.6 Barreras para la gestión de la demanda 45 2.2.7 Recomendaciones para favorecer la implantación de medidas de gestión de la demanda 49 2.3 NATURALEZA DE LAS CARGAS 53 2.3.1 Grupos de Bombeo 54 2.3.2 Grupos Aire Comprimido 55 2.3.3 Refrigeración 56 2.3.4 Otros equipos 57 2.4. ALGORITMO DE DESPLAZAMIENTO 57 2.4.1. Introducción 57 2.4.2. Formulación 57 2.4.3. Etapa de entrada de datos 58 2.4.4. Etapa discretización problema 61 2.4.5. Etapa desagregación curva diversificada 61 2.4.6 Optimización del algoritmo 65 2.4.7 Optimización de costos 74 2.5 OTRAS MEDIDAS PARA FAVORECER LA GESTIÓN DE LA DEMANDA 76 2.5.1 Acoplamiento de Mercados 76 2.6 SMART GRIDS O REDES INTELIGENTES 83 2.7 ENERGÍA SOLAR 85 2.7.1. Transformación en Calor 86 2.7.2. Transformación en electricidad 86 2.8 RADIACIÓN SOLAR 86 2.8.1. Tipos de Radiación Solar 88 2.8.2. Movimiento del sol 89 2.8.3. Aplicaciones y ventajas de la energía solar 90 2.8.4 Aplicaciones 91 2.8.5. Ventajas 91 2.8.6. Descripción de sistemas fotovoltaicos 92 2.8.7 Sistemas Autónomos 93 2.8.8 Sistemas de conexión a red 95 2.8.9 Sistemas Híbridos 96 2.9 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 97 2.9.1. Efecto fotovoltaico 97 2.9.2. Materiales semiconductores 100 2.9.3 Sistemas fotovoltaicos 103 3. EL CASO DEL SISTEMA ELÉCTRICO COLOMBIANO 115 3.1 DEMANDA ENERGÉTICA DE COLOMBIA 115 3.2 EFECTOS DE LA DEMANDA DE ENERGÍA EN EL PRECIO DE BOLSA 117 3.3 LOS DESEQUILIBRIOS REGIONALES 122 4. CONDICIONES PREVIAS AL ESTUDIO 129 4.1. COMUNIDAD VALENCIANA- VALENCIA- ESPAÑA 130 4.1.1. La Ubicación de la planta 130 4.1.2. Recurso solar Valencia España 131 4.1.3. Modelo español de facturación 132 4.2 GIRÓN – SANTANDER - COLOMBIA 137 4.2.1. La Ubicación de la planta 137 4.2.2. Recurso solar 138 4.2.3 Propuesta y Condiciones Especiales de Tarificación 140 4.3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO TEXTIL 141 4.3.1. Fase (proceso) de hilatura 142 4.3.2. Fase de tejeduría 147 4.3.3. Tintura y acabados de tejidos 150 4.4. EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA EN EL PROCESO 162 4.4.1 Hilatura 162 4.4.2. Tejeduría 163 4.4.3. Equipos Principales del Proceso de Tintura 164 4.4.4. Equipos principales del Proceso de Acabados 164 4.4.5. Trenes de Lavado 166 4.4.6. Tecnologías Horizontales que Intervienen en el Proceso 168 5. ANÁLISIS DE LAS CURVAS DE CARGA 169 5.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 169 5.2. ANÁLISIS MEDIANTE HOMER ENERGY 173 5.3. CARGA DESPLAZABLE 174 5.4. APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE DESPLAZAMIENTO 177 5.5. FORMULACIÓN DE LA GDE PARA HOMER ENERGY 180 5.6. IMPLEMENTACIÓN DE LA DATA A HOMER ENERGY 181 6. SIMULACIÓN EN HOMER ENERGY 183 6.1. ESCENARIO SIN APLICAR GDE 183 6.2. ESCENARIO APLICANDO GDE 190 6.3. ESCENARIO APLICANDO GDE Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA CON FUENTES RENOVABLES (GDFR) 196 6.4 ESCENARIO SIN APLICAR GDE TRAYENDO EL CASO A COLOMBIA 202 6.5. ESCENARIO APLICANDO GDE EN COLOMBIA 204 6.6. ESCENARIO APLICANDO GDE Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA CON FUENTES RENOVABLES (GDFR) EN COLOMBIA 207 7. CONCLUSIONES 212 BIBLIOGRAFIA 214 ANEXOS 218PregradoEnergy represents a key piece for the development of any country in the world. This is necessary not only to guarantee the social welfare of its inhabitants, but to make its economic structure work. Thus, good energy management induces benefits in all sectors of a country, allowing it to improve the competitiveness of its economy vis-à-vis third parties, while a lack of energy or a poor rationalization of its production, transport and distribution cause situations such as the one suffered in Colombia during the nineties. Unfortunately, on many occasions, countries do not seem to be aware of the structural problems that can appear in the medium and long term when they base their economic growth on excessive energy consumption and do not adopt the appropriate measures to break the direct link between both magnitudes. This fact is demonstrated when examining the results of world economic development during the last decade, in which it has resulted in an increase of almost 20% in the world consumption of primary energy.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaEstudio de la viabilidad de implementar gestión de la demanda y generación distribuida en sectores industrialesFeasibility study to implement demand management and distributed generation in industrial sectorsIngeniero en EnergíaBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPPower generationEnergy engineeringInvestigationsNew technologiesEnergyIndustrial sectorsHydroelectric and thermal power plantsGeneración de energíaIngeniería en energíaInvestigacionesNuevas tecnologíasEnergíaSectores industrialesCentrales hidroeléctricas y térmicasGutiérrez Nocua, Sebastián Andrés (2015). Estudio de la viabilidad de implementar gestión de la demanda y generación distribuida en sectores industriales. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1] "Active Control of Distribution Networks". Tesis Doctoral de Iñigo Cobelo - The University of Manchester, 2005.[2] "Gestión de la demanda: Optimización y evaluación de su impacto" por I. Cobelo, J. Anduaga e I. Laresgoiti (LABEIN) en la revista "Automática e Instrumentación", Especial Energía, Edición de diciembre de 2006.[3] Página web de IDAE, Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía: www.idae.es.[4] Ponencia "Garantía de suministro. Perspectivas del Sistema Eléctrico Español" por REE en Foro Nuclear XXIII. Jornadas Nucleares sobre Energía y Educación. 8 de Septiembre de 2006.[5] "El sistema eléctrico Español 2005". Fuente REE[6] Proyecto INDEL. Atlas de la Demanda Eléctrica Española. Fuente REE.[7] "Informe marco sobre la demanda de energía eléctrica y gas natural, y su cobertura año 2003" Fuente CNE.[8] Planificación de los sectores de electricidad y gas 2002-2011. Fuente Ministerio de Industria Comercio y Turismo[9] Disponible en: http://www.doncaster.gov.uk/Images.[10] W. Choudhury and S. Andrews, “Payment mechanisms for micro-generation”, DTI report K/EL/00282/REP, 2002. Disponible en: www.dti.gov.uk.[11] International Energy Agency, “The Power to Choose, Demand response in liberalised electricity markets”, Book, IEA Publications 2003, ISBN 92-64-10503-4.[12] REE, “Proyecto INDEL, Atlas de la demanda eléctrica española”, Project final report 1998. Disponible en: www.ree.es.[13] M. Newborough and P. Augood, “Demand-side management opportunities for the UK domestic sector”, IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution, Vol. 146, No. 3, pp 83-293, May 1999.[14] E.F. Lemmer and G.J. Delport, “The influence of a variable volume water heater on the domestic load profile”, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol.14, No. 4, pp 1558- 1563, December 1999.[15] H. Lee and C.L. Wilkins, “A practical approach to appliance load control analysis: a water heater case study”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-102, No. 4, April 1983.[16] A. Cohen and C. Wang, “An optimization method for load management scheduling”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 3, No. 2, pp 612-618, May 1988.[8] C.N. Kurucz, “A linear programming model for reducing system peak through customer load control programs”, IEEEORIGINAL2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdf2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdfTesisapplication/pdf3466210https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1443/1/2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdfd5586793191068d1849b11bb625162d6MD51open accessTHUMBNAIL2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdf.jpg2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5097https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1443/2/2015_Tesis_Sebastian_Andres_Gutierrez_Nocua.pdf.jpg489bedc6ccd13afd5327903b22a1f2a8MD52open access20.500.12749/1443oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/14432024-01-21 11:22:53.403open accessRepositorio Institucional \| Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.co

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