Elaboración de apoyo a la tesis titulada: “ESTUDIO DEL SISTEMA ENERGÉTICO ÓPTIMO PARA EL SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA DEL CASIO LLOQUE - CAJAMARCA”; apoyado el 25 de noviembre de 2022. A Mariños Castillo Gualberto Antenor y en especial a mi compañero de tesis Manuel Martín Sánchez Cárdenas por el esfuerzo que puso para poder culminar la elaboración de la tesis, espero que su vida transcurra muy bien profesionalmente.
Introducción
- Realidad problemática
- Antecedentes
- Justificación
- Hipótesis
- Objetivos
- Objetivo general
- Objetivos específicos
El sistema energético óptimo para abastecer de energía eléctrica al corregimiento de Lloque – Cajamarca es el sistema híbrido de energía solar. Dimensionamiento del sistema energético óptimo para abastecer de energía eléctrica al Caserío Lloque - Cajamarca mediante el uso del software Homer.
Marco Teórico
Radiación Solar
- Tipos de radiación
Radiación directa
Radiación difusa
Radiación reflectada
Energía solar en el Perú
Horas pico del sol
Energía Fotovoltaica
- Instalaciones conectadas a la Red Eléctrica
- Instalaciones aisladas de la Red Eléctrica
Así que o lo transmitimos a través de la red eléctrica o se puede almacenar en la batería para su uso posterior. Se conocen como instalaciones conectadas a la red e instalaciones aisladas de la red.
Panel Fotovoltaico
- Paneles Monocristalinos
- Paneles Policristalinos
- Paneles de Capa Fina
Baterías
- Componentes de una batería solar
- Baterías disponibles en el mercado
Concluyo que para el dimensionamiento y selección del sistema fotovoltaico son necesarios 40 viviendas diseñadas, 01 espacios comunitarios, cuya demanda energética es de 16.424 kWh. Realizar un estudio del sistema energético óptimo para el suministro eléctrico del Caserío Lloque - Cajamarca.
Plomo - Ácido
Níquel – Cadmio
- Regulador o Controlador de Carga
- Inversor Solar
- Grupos Electrógenos
- Componentes de un generador o grupo electrógeno
- Funcionamiento de grupos electrógenos
- Sistemas Híbridos
- Sistema híbrido de generación
- Componentes de un sistema híbrido
- Configuración de un sistema híbrido
El gobernador del motor: Mantiene la velocidad constante del motor dependiendo de la carga requerida. Está claro que el uso de un sistema híbrido está relacionado con la creación de la red eléctrica.
Sistema fotovoltaico con grupo electrógeno
Muchas veces las dimensiones de un sistema de generación eólica o fotovoltaica de forma individual están por debajo del límite de fiabilidad que garantizaría la cobertura del suministro eléctrico durante todo el año, por motivos económicos o también porque no se dan las condiciones meteorológicas adecuadas. Por este motivo, se recomienda instalar un sistema de generación auxiliar que permita realizar los ciclos mencionados anteriormente de forma segura.
Sistema fotovoltaico con aerogenerador
Sistema fotovoltaico con aerogenerador y un grupo electrógeno
Factores que influyen en un sistema híbrido
Los principales factores que prevalecen en un sistema de generación híbrido son: 1) las necesidades y demandas de los usuarios, (2) el clima, (3) las fuentes de energía, (4) las leyes físicas de la naturaleza y (5) el medio ambiente.
Fuentes naturales de energía
Estos se consideran procesos externos y por ello se indican mediante cuadrados con bordes redondeados. Estos procesos ocurren en tres áreas diferentes: en los océanos, en la tierra (fotólisis) y en la atmósfera (clima).
Software Homer Pro
Cada "caso" que considera Homero requiere que el programa simule cronológicamente un sistema eléctrico durante un año entero. Todo lo que se necesita es una ubicación, una comprensión de la carga eléctrica que se va a suministrar y algunas estimaciones de costos para varios componentes posibles (por ejemplo, dólares por kW para paneles solares fotovoltaicos).
Marco Metodológico
- Materiales y/o Recursos
- Software para procesamiento y análisis de la información
- Métodos
- Tipo de investigación
- Diseño de investigación
- Población y Muestra
- Técnicas e instrumentos de recolección de datos
- Técnicas de procedimiento y análisis de los resultados
El asentamiento estará ubicado en el programa Homer Pro para determinar datos de radiación. Se utilizará el software Excel para capturar los resultados en el programa Homer Pro, lo que permitirá una mejor presentación de los sistemas energéticos.
Análisis e Interpretación de los resultados
- Cálculo de la Demanda de Energía
- Datos de irradiación solar para el caserío Lloque
- Equipamiento del sistema
- Grupo Electrógeno
- Paneles Fotovoltaicos
- Baterías
- Inversor/Cargador/Regulador
Asimismo, la temperatura de la zona obtenida del caserío se encuentra entre los valores de 21,5 °C y 23,5 °C. Para este caso se ha realizado el cálculo de la potencia que tendrá el grupo electrógeno. Se sugiere utilizar paneles marca Perc Half Cell de 450 Wp y 144 células monocristalinas.
Para obtener un mejor cálculo de la corriente, debería tener un factor de seguridad de 1,25.
Simulación en el software Homer Pro
- Introducción de datos
- Recurso Solar
- Recurso de Temperatura
- Recurso del Combustible
- Demanda de energía
- Componentes para simular
- Grupo Electrógeno
- Paneles Fotovoltaicos
- Baterías
- Inversor/Cargador/Regulador
- Cálculos de la simulación
- Sistema Diésel más Baterías
Para los parámetros económicos ingresamos la tasa de interés, el tiempo durante el cual queremos que Homer Pro examine la viabilidad del proyecto. Definiendo todos estos parámetros, Homer Pro se encarga de calcular la potencia máxima del sistema, que será de 9,28 kW. Grupo Generador Diesel Rivera RPS 14, el grupo seleccionado es de 14.4 kW, por lo que se utilizará un generador diesel de 15 kW para la simulación en Homer Pro.
El sistema óptimo que beneficiará al caserío de Lloque según la simulación de Homer Pro es un sistema fotovoltaico.
Costo del sistema
Flujo de caja
Electricidad generada
Funcionamiento de los componentes
Emisiones
Sistema Diésel
Como se puede observar en la figura 50, es el costo del sistema petrolero, el cual muestra la inversión e implementación del sistema a lo largo del proyecto. En el gráfico de barras que se muestra, la principal fuente de generación de energía proviene del sistema petrolero. 17.375,74 en el último año del proyecto, lo que es menos que el sistema diésel más baterías.
Como se muestra en la Figura 54, las emisiones del sistema son mayores en comparación con los otros sistemas, lo que lo hace altamente contaminante.
Sistema Híbrido sin Baterías
Como se ve en la figura 59, existe un espacio en el que durante el horario de 7 am a 6 pm, los paneles fotovoltaicos generan energía para cubrir la demanda, ya que en estos momentos del día se puede aprovechar la presencia del sol, aunque también se nota un poco del uso de su grupo en aquellos tiempos, se puede decir que fueron días. El gráfico de potencia de salida del generador muestra el comportamiento de generación de los paneles fotovoltaicos. Según el funcionamiento de los paneles fotovoltaicos, esta se convierte en corriente alterna para que la energía pueda utilizarse para cubrir la demanda cuando el grupo electrógeno no está en funcionamiento.
Como se muestra en la Figura 61, las emisiones del sistema son menores que las de los dos primeros sistemas, pero incluso la reducción sigue siendo contaminante.
Sistema Híbrido
107,795.48 que es la suma del grupo electrógeno, los paneles solares, las baterías y el inversor, el segundo costo más grande de la planta es el precio de reposición el cual se divide entre las baterías y el inversor, con un valor de S/. Como se puede observar en la Figura 64, la energía producida es de 19.556 kWh/año, la cual se compone de los paneles con 19.314 kWh/año, que corresponde al 98,8%, y el grupo electrógeno con 242 kWh/año, que es mucho. inferior a los tres primeros sistemas, que corresponde al 1,2%, con un consumo de 12.925 kWh/año y el exceso de energía tiene una gran reducción hasta los 5.128 kWh/año, que se almacenaría en las baterías para poder ser utilizada en el horas que los paneles o el grupo no están funcionando, lo cual se puede observar en el gráfico de barras que la energía generada, los paneles tienen un rendimiento mayor que el grupo electrógeno, el cual casi no tiene uso durante el año y se ve variable por año. mes. El gráfico de Potencia del Generador muestra un menor consumo durante el horario de 12:00 a 7:00 y un consumo importante durante el horario pico del día que es de 18:00 a 12:00, de igual forma se puede observar una gran parte negra. eso es lo que el grupo no puede reunir durante las 24 horas del día, que este espacio se llena con paneles solares y baterías.
Como se ve en la Figura 66, se puede ver una habitación donde los paneles solares en las horas de 6 a
Sistema Fotovoltaico
Como se puede observar en la Figura 72, la energía generada es de 21.837 kWh/año, la cual es generada por los paneles. El consumo en este sistema es de 12.914 kWh/año y el exceso de energía es de 7.399 kWh/año, por lo que se almacena en las baterías para poder ser utilizada durante las horas en las que los paneles no están funcionando, como se puede ver en la barra. Gráfico que la energía generada por los paneles es muy variable cada mes del año. Como se puede ver en la Figura 73, los paneles fotovoltaicos comienzan a generar energía para cubrir la demanda entre las 6:00 am y las 6:00 pm porque estos momentos del día nos permiten aprovechar la presencia del sol. Las horas trabajadas por los paneles fotovoltaicos son 4.403 horas/año, la producción es 21.837 kWh/año y el.
El gráfico de Potencia del Generador muestra el comportamiento de la generación de paneles solares con mayor potencia en las horas desde De 9 a 15 horas, que ve una mayor presencia del sol.
Elección del sistema óptimo
Se observa que el número de paneles es 36, según nuestros cálculos hay 4 paneles más. Por tanto, se entiende que el número de paneles en serie y en paralelo diferirá de nuestros cálculos. Por lo tanto, según comprobó el regulador, cada convertidor tiene una capacidad de 100 A, por lo que se deben utilizar dos convertidores que también tengan la función de regulador, y es por esto.
Asimismo, la capacidad de cada inversor es de 5 kW, por lo que utilizando dos resultará en una capacidad de 10 kW, que se corresponde con lo que nos da la simulación de Homer Pro un valor de 9,81 kW.
Distancia de sombras
Área del sistema fotovoltaico
Dmin: Distancia mínima entre la parte inferior de las filas de paneles (m) β: Pendiente óptima del panel.
Dimensionamiento de sección de cables
Sección del conductor en el Tramo Paneles – Caja de conexión CC
Sección del conductor en el Tramo Caja de conexión CC – Regulador
Sección del conductor en el Tramo Inversor/Cargador/Regulador – Baterías
Sección del conductor en el Tramo Inversor – Tablero AC
Metrados y Presupuestos del Proyecto
Debido a que el sistema energético óptimo para abastecer de energía eléctrica al pueblo es el sistema fotovoltaico, el cual depende de la radiación solar, se debe tener en cuenta que habrá días de lluvia y nubes durante la mañana que impedirán la captación de energía solar, por lo que , los paneles por sí solos no podrán suministrar energía a la finca, por lo que dependerá de la ayuda de las baterías, las cuales deben estar en buen mantenimiento, por lo que se recomienda tener los electrodomésticos enchufados y las luces encendidas solo cuando sea necesario. . Dimensionamiento de una celda solar aislada para la electrificación de la vereda Flor del Valle en Yambrasbamba, Provincia de Bongará, Departamento de Amazonas. Dimensionamiento y selección de un sistema solar con software Homer como alternativa para generar energía eléctrica en el Caserío Nuevo Retiro en Cumba – Utcubamba Amazonas.
Recuperado de: https://docplayer.es/84707001-Regulador-de-carga-inteligente-de-la-serie-cm-manual-de-usuario-por-favor-lea-attenamente-este-manual-antes-de -utilizar-este-producto.html. Diseño de un sistema fotovoltaico para abastecer de energía eléctrica a 15 portátiles de la PUCP. Régimen Prime: 100% de la carga del rango operativo de capacidad del tanque de combustible en el régimen Std-by.
