Estudio, diseño y simulación de una microrred fotovoltaica/diesel para proveer energía eléctrica a la ciudad de Caballococha, Loreto, Perú

Abstract

E

Resumen

n los últimos años la industria energética ha comenzado una transición al cero carbono; en Perú y en el mundo se han comenzado a cerrar centrales eléctricas de carbón y de otros combustibles fósiles convencionales; esta tendencia se ha producido debido a que la industria de la energía es una los principales contaminantes en el mundo. Dentro de la transición al cero carbono se encuentra la electrificación mediante microrredes de energía renovable, las microrredes son sistemas aislados que sirven para electrificar zonas alejadas utilizando diversas fuentes de energía, entre las ellas la fotovoltaica y la eólica. En Perú, un país con casi 5% de población sin acceso a la electricidad y que cuenta con cientos de comunidades rurales alejadas y sin acceso a la red eléctrica el uso de microrredes tiene mucho potencial en la electrificación rural. En este trabajo se realiza un diseño, estudio y simulación de una red híbrida (PV/diésel) con respaldo de baterías de iones de litio en la ciudad de Caballococha en el departamento de Loreto. La ciudad de Caballococha en la actualidad no cuenta con energía eléctrica de la red convencional, lo cual evita el acceso de la población a un buen nivel de educación ni la realización de actividad productiva. El diseño y estudio del sistema de microrred estimó la demanda de electricidad utilizando datos obtenidos de la distribuidora concesionaria del lugar de estudio, se analizaron los datos solares de la zona y de acuerdo a esta base de datos se diseñó la microrred. Obteniéndose un sistema compuesto por 3360 módulos PV de 410 Wp de potencia pico, un sistema de almacenamiento de energía con capacidad de 300 kWh, 7 inversores Sunny Highpower de la marca SMA modelo Peak 3 de 150 kW. Para el sistema comunicaciones y de control se utilizó equipos de control de microrredes especializados DEIF, una marca constituida en Dinamarca actualmente el grupo DEIF es un líder en el mercado global de soluciones de control ecológicas, seguras y fiables para la generación descentralizada de energía tanto en tierra como en el mar. Finalmente se simuló el sistema utilizando el software SAM de NREL, software especializado en dimensionamiento y análisis de generación de sistemas de energía renovable. El presupuesto referencial de la microrred es de: $/. 2,686,045.29.

In recent years the energy industry has begun a transition to zero carbon; In Peru and in the world, coal power plants and other conventional fossil fuels have begun to close; This trend has occurred because the energy industry is one of the main polluters in the world. Within the transition to zero carbon is electrification through renewable energy microgrids, microgrids are isolated systems that serve to electrify remote areas using various energy sources, including photovoltaic and wind power. In Peru, a country with almost 5% of the population without access to electricity and which has hundreds of remote rural communities and without access to the electricity grid, the use of microgrids has great potential for rural electrification. In this work a design, study and simulation of a hybrid microgrid system (PV / diesel) with lithium-ion battery backup is carried out in the city of Caballococha in the department of Loreto. The city of Caballococha currently does not have electricity from the conventional network, which preventsthe population fromaccessing a good level of education or carrying out productive activity. The design and study of the microgrid system estimated electricity demand using data obtained from the concessionaire distributor of the study place, the solar data of the area obtained from the NREL database NRSDB (National Solar Radiation Database of USA) and the microgrid was designed. Obtaining a system composed of 3360 PV modules of 410 Wp of peak power, an energy storage system with a capacity of 300 kWh, 7 Sunny Highpower inverters of the SMA brand model Peak 3 of 150 kW. For the communications and control system, specialized DEIF microgrid control equipment was used. Finally the system was simulated using NREL's SAM software. The referential budget for the microgrid is: $ /. 2,686,045.29.