Diseño de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico para el suministro energético del centro de investigación de la alta montaña andina ubicado en la vereda la bolsa del municipio de paipa, Boyacá
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2023
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Resumen
Este proyecto tiene como objetivo principal el diseño de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico para garantizar el suministro eléctrico constante en el Centro de Investigación de la Alta Montaña Andina, ubicado en el municipio de Paipa, Boyacá.
Para lograr este objetivo, se aplicó la metodología CDIO en cuanto a la conceptualización y diseño, que incluyó un análisis de flujo de potencia y un dimensionamiento eléctrico basado en el consumo de energía de los usuarios del centro de investigación. Este enfoque involucró cálculos matemáticos, modelado y simulaciones para seleccionar los componentes adecuados y evaluar su rendimiento.
Los resultados revelaron que, es posible entregar un flujo constante de 5123 Wh al día al centro de investigación al establecer una distribución energética del 60% de producción por los paneles y el 40% a partir de la energía eólica, determinando que se necesitan 3 paneles solares, 4 aerogeneradores, 16 baterías y un controlador/inversor de carga. Sin embargo, desde una perspectiva económica, la viabilidad del proyecto es limitada, debido a las condiciones climáticas y la intermitencia de la energía eólica, al necesitar velocidades del viento superiores a 3 m/s, representando un aumento en la cantidad de baterías necesarias en el sistema.
En conclusión, a pesar de las limitaciones económicas, se planteó una alternativa de diseño de un sistema fotovoltaico, el cual representa una solución prometedora para abordar los problemas de suministro de energía en el Centro de Investigación de la Alta Montaña Andina.
Descripción
Abstract
This project's main objective is the design of a hybrid wind-solar system to ensure a constant electrical supply at the High Andean Mountain Research Center, located in the municipality of Paipa, Boyacá.
To achieve this goal, the CDIO methodology was applied in terms of conceptualization and design. This included a power flow analysis and electrical sizing based on the energy consumption of the research center's users. This approach involved mathematical calculations, modeling, and simulations to select the appropriate components and evaluate their performance.
The results revealed that it is possible to provide a constant flow of 5123 Wh per day to the research center by establishing an energy distribution of 60% from solar panels and 40% from wind energy. This determination led to the requirement of 3 solar panels, 4 wind turbines, 16 batteries, and a controller/inverter. However, from an economic perspective, the project's feasibility is limited due to climatic conditions and the intermittency of wind energy, as wind speeds need to exceed 3 m/s, resulting in an increased number of batteries needed in the system.
In conclusion, despite economic limitations, an alternative photovoltaic system design has been proposed, representing a promising solution to address the energy supply issues at the High Andean Mountain Research Center.
Palabras clave
Abastecimiento de energía, Aprovechamiento de recursos, Sistema Hibrido, Energía Eólica, Energía Solar
Keywords
Energy supply, Resources development, Solar energy, Wind power