Dimensionamiento de un sistema hibrido de 29KW pico para diferentes condiciones geográficas en Colombia

Se presenta un estudio detallado de las diferentes condiciones ambientales, económicas y energéticas a lo largo de Colombia al desarrollar un sistema de generación eléctrica de 29kW pico que se suplirá idealmente por energías alternativas. Existen poblaciones aisladas de la red eléctrica en diferent...

Full description

Autores:
Angulo Rojas, José Gabriel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2013
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/1424
Palabra clave:
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Electrical engineering
Energy
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Analysis
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Existen poblaciones aisladas de la red eléctrica en diferentes zonas del país, una solución es implementar un sistema hibrido, se estima una potencia de 29kW pico para una población de este tipo según datos del IPSE, la energía solar fotovoltaica es el más regular en todo el país por eso se puede tomar como base para ser complementada con otros sistemas, se requiere del modelamiento y comparación de precios de un arreglo solar fotovoltaico aislado u otros sistemas de generación eléctrica en diferentes zonas no interconectadas de Colombia con diferentes sistemas de respaldo. Definir en qué áreas del territorio Colombiano son propicias para la instalación de sistemas de generación eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos como principal generador y su mejor sistema de respaldo para cuando estos no produzcan energía. Identificar cuál es la combinación más óptima para cada zona basándose en el costo de vida del proyecto y el precio del kilowatt por horaINTRODUCCIÓN 6 1. ESTADO DEL ARTE DE ZONAS NO INTERCONECTADAS CON GENERACIÓN ELÉCTRICA A PARTIR DE SISTEMAS HÍBRIDOS. 7 1.1. POTENCIAL DE SISTEMAS HÍBRIDOS EN COLOMBIA 9 2. FUNDAMENTO TEÓRICO Y MARCO DE REFERENCIA DE SISTEMAS HÍBRIDOS. 10 2.1. FUNCIONAMIENTO SISTEMAS HÍBRIDOS 10 2.2. SISTEMA ELÉCTRICO COLOMBIANO. 12 2.2.1. ARQUITECTURA: SEGMENTOS, MERCADOS, REGLAS Y ACTORES 14 2.3. ACTUALIDAD ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN COLOMBIA. 15 2.3.1. MAPAS DE RADIACIÓN SOLAR. 16 2.4. ZONAS NO INTERCONECTADAS A LA RED ELÉCTRICA EN COLOMBIA. 21 2.4.1. DEFINICIÓN 21 2.4.2. APACIDAD INSTALADA 21 2.4.3. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DE LAS ZNI 22 2.5. BIOMASA EN COLOMBIA 23 2.5.1. SECTOR AGRÍCOLA 24 2.5.2. SECTOR PECUARIO 25 2.5.3. SECTOR DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS URBANOS (RSOU) 25 2.6. PROCESO DE GASIFICACIÓN 27 2.6.1. CONJUNTO GENERADOR 30 2.6.2. CONJUNTO GASIFICADOR 30 2.7. PEQUEÑAS CENTRALES HIDRO-ELÉCTRICAS EN COLOMBIA 31 2.8. ENERGÍA EÓLICA 32 2.9. ACTUALIDAD ENERGÍA GEOTÉRMICA EN COLOMBIA. 34 2.10. FACTOR DE EMISIONES EN COLOMBIA. 36 3. MODELAMIENTO DEL SISTEMA EN EL SOFTWARE HOMMER. 37 3.1. DEMANDA Y CARGA MÁXIMA 41 3.2. GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO EN CORRIENTE CONTINÚA. 44 3.2.1. ARREGLO SOLAR FOTOVOLTAICO. 44 3.2.2. BANCO DE BATERÍAS 46 3.2.3. TURBINA EÓLICA 49 3.3. INVERSOR DE POTENCIA. 51 3.4. GENERACIÓN EN CORRIENTE ALTERNA 52 3.4.1. MICRO CENTRAL HIDROELÉCTRICA 53 3.4.2. GENERADOR CON GAS DE SÍNTESIS A PARTIR DE LA GASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS DE PALMA DE ACEITE. 55 4. RESULTADOS OBTENIDOS POR REGIÓN. 58 4.1. RESULTADOS GUAINÍA Y NARIÑO 58 4.1.1. CONDICIONES FAVORABLES. 58 4.1.2. CONDICIONES DESFAVORABLES. 61 4.2. RESULTADOS SAN ANDRÉS Y PROVIDENCIA 61 4.2.1. CONDICIONES FAVORABLES DE VIENTO 61 4.2.2. CONDICIONES DESFAVORABLES DE VIENTO. 64 4.2.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 67 4.3. RESULTADOS BOLÍVAR 67 4.3.1. CONDICIONES FAVORABLES DE CAUDAL. 68 4.3.2. CONDICIONES DESFAVORABLES DE CAUDAL. 69 4.3.3. CONDICIONES DESFAVORABLES DE VIENTO Y CAUDAL 71 4.3.4. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 74 4.4. RESULTADOS CHOCÓ 74 4.4.1. CONDICIONES FAVORABLES DE VIENTO. 75 4.4.2. CONDICIONES DESFAVORABLES DE VIENTO 78 4.4.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 79 4.5. RESULTADOS ARAUCA 80 4.5.1. RESULTADOS FAVORABLES DE SOL 80 4.5.2. RESULTADOS DESFAVORABLES DE SOL. 84 4.5.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 85 5. RESUMEN DE RESULTADOS 87 CONCLUSIONES 89 REFERENCIAS 92PregradoA detailed study of the different environmental, economic and energy conditions throughout Colombia is presented when developing a 29kW peak electricity generation system that will ideally be supplied by alternative energies. There are populations isolated from the electricity grid in different areas of the country, a solution is to implement a hybrid system, a peak power of 29kW is estimated for a population of this type according to IPSE data, photovoltaic solar energy is the most regular in the entire This is why it can be taken as a basis to be complemented with other systems, it requires the modeling and price comparison of an isolated photovoltaic solar arrangement or other electricity generation systems in different non-interconnected areas of Colombia with different backup systems. Define in which areas of the Colombian territory are conducive to the installation of electricity generation systems using photovoltaic solar panels as the main generator and their best backup system for when they do not produce energy. Identify which is the most optimal combination for each zone based on the cost of living of the project and the price of the kilowatt per hourModalidad 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 ColombiaDimensionamiento de un sistema hibrido de 29KW pico para diferentes condiciones geográficas en ColombiaSizing of a 29KW peak hybrid system for different geographic conditions in ColombiaIngeniero en EnergíaUniversidad 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/TPElectric power distributionElectrical engineeringEnergyInvestigationsAnalysisHybrid systemsGeographical conditionsElectrical systemGasificationDistribución de energía eléctricaIngeniería eléctricaEnergíaInvestigacionesAnálisisSistemas híbridosCondiciones geográficasSistema eléctricoGasificaciónAngulo Rojas, José Gabriel, Muñoz Maldonado, Yesid Alfonso (2013). Dimensionamiento de un sistema hibrido de 29KW pico para diferentes condiciones geográficas en Colombia. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABFernández, L. E. (2011). Obtención de gas combustible a partir de la gasificación de Biomasa en un reactor de lecho fijo. Bogota, Colombia: Universidad Nacional de Colombia, Facultad Ingenieria.Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG), (2003). Bases conceptuales para la regulación de la prestación del servicio de electricidad en las zonas no interconectadas. En Documento CREG-073 (p. 98). Bogotá: autor.Decreto 257 (2004, 29 de enero). Estructura orgánica del IPSE. Diario Oficial (44.663).Departamento Nacional de Planeación DNP, 1999. Plan Colombia. Sector de Energía. Bogotá.Rodríguez, H. y F. González, 2000. Opciones para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en Colombia. Editora Guadalupe. 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