Metodología de la investigación
3.1 Tipo de investigación
El tipo de la investigación es la investigación del tipo aplicada porque vamos a buscar la solución del problema real en un corto o mediano plazo.
Este tipo de investigación nos genera conocimientos en aplicación directa al problema de la deficiencia en la calidad de energía eléctrica en la zona de estudio.
40 3.2 Nivel de investigación
El nivel de investigación es en realidad un proceso reflexivo, sistemático y crítico que tiene el fin de interpretar los hechos y fenómenos, en la búsqueda de hechos para conocer verdades parciales.
En ese contexto podemos indicar que el nivel de investigación según la profundidad en el objeto de estudio es de nivel aplicativo, en nuestra investigación encontramos mecanismos que permitieron lograr alcanzar nuestro objetivo.
3.3 Diseño de investigación
El diseño de la investigación es pre experimental:
Consistió en administrar un estímulo (Variable independiente) al grupo de estudio y luego aplicamos una medición a la variable dependiente.
Esquema:
G X O
G: Grupo de estudio.
X: Estimulo.
O: Medición
Se aplicó un diseño de estudio de caso con una sola medición.
3.4 Población
La población de la investigación es el sistema eléctrico de la ciudad de Huancayo
41 3.5 Muestra
La muestra es la misma población que es el sistema eléctrico de la ciudad de Huancayo
3.6 Método de recolección de datos
La técnica de recolección de datos es la documental que nos permitió obtener la información a partir de fuentes documental con el fin de utilizar en nuestra investigación.
Las fuentes documentales fueron, estudios, informes y reportes del estado del sistema eléctrico en estudio.
3.7 Instrumento de recolección de datos
El instrumento de la recolección fueron las fichas bibliografías.
Capitulo IV Resultados 4.1 Creación del proyecto en PVsystm
La creación el proyecto se realizó en el software PVsytm, este software nos permite modelar y simular un sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica.
Figura 13 PVsyst 7.2
Figura 14 Creación del proyecto
4.2 Modelamiento del sistema fotovoltaico en el PVsyst 4.2.1 Parámetros de sitio geográfico
Los parámetros fundamentales del proyecto son la ubicación geográfica del proyecto, la importación de los datos del recuro energético en lugar de instalación y el mapa interactivo.
Figura 15 Coordenadas del proyecto
Figura 16 Datos de irradiación del lugar de instalación del SFV
45
Figura 17 Mapa interactivo de la ubicación del SFV
4.2.2 Orientación
La orientación del panel solar es orientada al norte por estar en el hemisferio sur y el panel tiene inclinación de 25,5 ° con un azimut 12°.
Figura 18 Orientación
46 4.2.3 Sistema
Configuración del sistema:
Ingreso de la potencia planeada.
Área destinada del sistema fotovoltaico.
Figura 19 Ingrese potencia planeada
4.2.3.1 Selección del módulo fotovoltaico El tipo de panel fotovoltaico.
Figura 20 Panel fotovoltaico
4.2.3.2 Selección del inversor
Los inversores seleccionados son de potencia de 27kW
Figura 21 Inversores
47 4.2.3.3 Conjunto
Diseño del conjunto
Figura 22 Diseño del conjunto
Figura 23 Esquema simplicado del sistema
4.3 Simulación del sistema fotovoltaico en el PVsyst
Figura 24 Simulación del sistema
49
Figura 25 Resumen de la simulación
4.4 Modelamiento del sistema fotovoltaico en el Digsilent
La representación del sistema fotovoltaico en la zona centro del SEIN se realizó en el software Digsilent.
Los datos tomados para el modelamiento fueron tomados de la página web del COES.
Figura 26 Modelamineto del sistema electrico
51 4.4.1 Modelamiento del sistema fotovoltaico
El modelamiento del generador fotovoltaico con una capacidad de 1000KVA y con una potencia de operación de 500 KW.
Figura 27 Sistema fotovoltaico
Figura 28 Modelamiento de la potencia instalada de generación
52
Figura 29 Modelamiento de la potencia de operación de generación
Operación
4.4.2 Modelamiento de la barra
La barra representada es del tipo simple para una operación de 60KV.
Figura 30 Modelamiento de la barra
53 4.4.3 Modelamiento de la línea
La línea se representó en una línea corta de 1Km de distancia a una tensión de 60KV.
Figura 31 Modelamiento de línea corta
Figura 32 Modelamiento de los parámetros de línea
54 4.5 Simulación del sistema fotovoltaico en el Digsilent
4.5.1 Simulación del flujo de carga del sistema
La simulación del flujo de carga nos permite verificar el mejoramiento del suministro de energía eléctrica.
Figura 33 Flujo de carga
55 La línea tiene como carga un 0,05% y en la nueva barra del sistema se tiene un nivel de tensión 1.0002 pu. con un ángulo de 47,27° grados y finalmente el generador fotovoltaico se opera al 50%.
Figura 34 Flujo de carga del sistema fotovoltaico
4.5.2 Simulación de cortocircuito del sistema
La simulación de cortocircuito de carga nos permite verificar los parámetros de cortocircuito y la operatividad del sistema eléctrico.
56
Figura 35 Parámetros de cortocircuito
57 Los parámetros de cortocircuito en la barra es la potencia de cortocircuito 267,52MVA, la corriente de cortocircuito 2,574 kA y una corriente pico de 5,38kA.
Figura 36 Parámetros de cortocircuito de
4.6 Prueba de hipótesis
Para la prueba de hipótesis se plantearon:
Hipótesis nula H0
H0=El diseño del sistema de generación fotovoltaico NO mejora el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Hipótesis alterna H1
H1=El diseño del sistema de generación fotovoltaico SI mejora el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
La hipótesis nula se rechaza de acuerdo a los resultados de la investigación y se acepta la hipótesis alterna.
58 4.7 Discusión de resultados
En la presente investigación se logró diseñar un sistema fotovoltaico conectado a la red para mejorar el suministro de energía eléctrica en zona de Huancayo, para ello se utilizaron dos softwares uno para el dimensionamiento del sistema fotovoltaico y el otro software para la verificación operativa del sistema. La demanda de energía es de 500kW de acuerdo a la simulación se propone instalar 1110 paneles solares cada uno de 450Wp que serán arreglados en 15 módulos y 75 cadenas, también se instalara 18 inversores de 27kW de potencia todo esto en un área de 2452m2. Por otro lado, Pinares (2022) en su investigación diseño un sistema de generación fotovoltaica conectado a la red de 1 MW de potencia para el suministro eléctrico de una planta láctea en el departamento de Arequipa, en la zona de estudio tomaron la radiación solar en 6,86 KWh/m2. El diseño se logró revisando la teoría y así como las aplicaciones, recopilando información de distintas fuentes, para la simulación se utilizó software, recopilando datos reales del recurso solar en la zona, luego de dicha recopilación se procedieron a realizar el diseño de un sistema de generación fotovoltaica conectada a la red que satisface la demanda de energía en la planta, teniendo como resultado implementar 360 módulos fotovoltaicos y 1 5 cadenas y 24 módulos.
59 Conclusiones
Se logró diseñar el sistema de generación fotovoltaico para una demanda de energía de 500kW, la simulación se propone instalar 1110 paneles solares cada uno de 450Wp que serán arreglados en 15 módulos y 75 cadenas, también se instalara 18 inversores de 27kW de potencia todo esto en un área de 2452m2.
Se logró modelar y calcular los elementos del sistema de generación fotovoltaica en el software PVsyt, determinando dos elementos fundamentales en el sistema que son los paneles solares y los inversores.
Se logró simular el sistema de generación fotovoltaica en el software Digsilent y este permito verificar operatividad del suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
60 Recomendaciones
Se recomienda para tener reforzar la investigación proponer evaluaciones económicas para verificar su viabilidad.
Es recomendable el planear estos tipos de generación fotovoltaica para encontrar determinar áreas extensas para la implementación de los sistemas fotovoltaicos.
61 Bibliografía
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SIMONBOLIVAR EN LA COMUNIDAD MASA 2 GOLFO DE GUAYAQUIL.
Guayaquil, Ecuador.
64 Anexos
Matriz de consistencia
Problemas Objetivos Hipótesis Variables Metodología
Problema general
¿Como analizar la instalación de un sistema de generación fotovoltaico para mejorar la garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo?
Problemas específicos
¿Cómo diseñar un sistema de generación fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo?
Objetivo general
Analizar la instalación de un sistema de generación fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Objetivos específicos Diseñar un sistema de generación fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Hipótesis general
El análisis de la instalación de un sistema
de generación
fotovoltaico mejora la garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Hipótesis especificas Diseñar un sistema de generación fotovoltaico garantiza el suministro
Variable independiente Instalación de un
sistema de
generación fotovoltaico
Tipo de investigación El tipo de investigación es aplicada porque vamos simular la instalación de los sistemas fotovoltaicos.
Método de la
investigación
El método de la investigación es el analítico.
Variable dependiente Garantizar el suministro
eléctrico
66
¿Cómo simular un sistema de generación fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo?
Simular un sistema de generación fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Simular un sistema de generación fotovoltaico garantiza el suministro eléctrico en la ciudad de Huancayo.
Diseño de la
investigación
El diseño de la investigación es pre experimental
Población
El sistema eléctrico del valle del Mantaro.
Muestra
El sistema eléctrico del valle del Mantaro.
Resumen de PVsyst
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70
71