MODELAMIENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A LA RED CONSIDERANDO LA VARIACIÓN DE IRRADIANCIA SOLAR EN HOMER PRO

Resumen

En la presente investigación surgió la necesidad de utilizar herramientas didácticas que permitieran conocer la mejor optimización de un sistema fotovoltaico para el abastecimiento de las cargas de una bananera. En correspondencia a lo anterior, este estudio presenta un modelo y simulación de un sistema conectado a la red, considerando la variación de la irradiancia solar. En primera instancia, se utilizó el instrumento piranómetro en la zona a estudiar. Luego se consideró las cargas de la bananera, para luego hacer uso de la herramienta HOMER Pro para hallar la mejor viabilidad del sistema fotovoltaico con sus algoritmos de optimización.  Para su validación se utilizó otros algoritmos de modelos matemáticos realizados en Matlab/Simulink, estableciendo la potencia del sistema, el costo nivelado de energía ($/kWh), como también el voltaje (V), corriente (A) y potencia (W) tanto del panel solar como la energía que sale a la carga, además, se determinó el punto de máxima transferencia de potencia (MPPT) del sistema. Por último, se evaluó el payback del modelamiento para conocer el tiempo de retorno de la inversión del sistema.

Palabras clave

Sistema Fotovoltaico, Eficiencia, Recursos renovables, Irradiancia solar, modelo matemático

Biografía del autor/a

Danner Anderson Figueroa Guerra

Nació en Ricaurte, Ecuador en 1997.  Recibió su título de Ingeniero Eléctrico de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo en 2021. y su título de Master Universitario en electricidad mención sistemas eléctricos de potencia por la Universidad Técnica de Cotopaxi en 2022. Sus campos de investigación están relacionados en el Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia, Energías Renovables y Distribución.sión del sistema.

Javier Fernando Culqui Tipan

Nació en Latacunga, Ecuador en 1986. Recibió su título de Ingeniero Electromecánico de la Escuela Politécnica ESPE en 2010. y su título de Master Universitario en electricidad mención sistemas eléctricos de potencia por la Universidad Técnica de Cotopaxi en 2022. Sus campos de investigación están relacionados en Resiliencia eléctrica, Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia, Energías Renovables, Distribución y transmisión eléctrica, así como en procesos de optimización.

Marlon Daniel Núñez Verdezoto

Nació en San José de Chimbo, Ecuador en 1992. Recibió su título de Ingeniero Electromecánico de la Universidad Técnica de Cotopaxi. y su título de Máster Universitario en Electricidad Mención Sistemas Eléctricos de Potencia por la Universidad Técnica de Cotopaxi en 2022. Sus campos de investigación están relacionados en el Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia, Estabilidad del SEP, Diseño y Construcción de Redes Eléctricas.

Omar Danilo Cruz Panchi

Ingeniero Electrónico e Instrumentación, título obtenido en la Escuela Superior Politécnica del Ejército ESPE-L en el año 2012. Maestría en Electricidad mención Sistemas Eléctricos de Potencia en la Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC) en el año 2022. Campos de investigación relacionados con Sistemas Eléctricos de Potencia, Generación Eléctrica, Energías Renovables y Convencionales, Sistemas de Control Automatizado enfocado a Procesos y Generación.

Citas

1. J. C. Pisco, Á. I. Torres and D. A. Figueroa (2020) “Diseño de un sistema híbrido aislado para abastecer una hacienda en el Cantón Quevedo Hacienda Quirola - Bananera,” 25-03-2020, p. 5.
2. C. Meriem, C. Asma, M. Mohamed, S. Aicha, R. Energies, and R. Energies (2016) “Study of a photovoltaic system connected to the network and simulated by the code PVSYST,” pp. 0–4, https://doi.org/10.1109/NAWDMPV.2014.6997605 DOI: https://doi.org/10.1109/NAWDMPV.2014.6997605
3. S. Mehta and P. Basak (2020) “A case study on PV assisted microgrid using HOMER pro for variation of solar irradiance affecting cost of energy,” PIICON 2020 -9th IEEE Power India Int. Conf., https://doi.org/10.1109/PIICON49524.2020.9112894 DOI: https://doi.org/10.1109/PIICON49524.2020.9112894
4. W. Guapucal (2021) “ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA EL SISTEMA DE GENERACIÓN FOTOVOLTAICA APLICADA A LA FUNDACIÓN ‘CHILDREN OF THE ANDES HUMANITARIAN,’” Tesis, pp. 1–114, [Online]. Disponible en: https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/19840
5. M. G. Mago-Ramos, L. Vallés-Defendine, J. J. Olaya-Flórez, and C. Palomino-Naranjo (2016) “Aplicación del modelo de control en espacios de estado a partir de las pérdidas totales obtenidas del porcentaje de carbono de la chapa de acero al silicio,” Iteckne, Vol. 13, no. 2, p. 127. Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S1692-17982016000200003&script=sci_abstract&tlng=es DOI: https://doi.org/10.15332/iteckne.v13i2.1477
6. H. Ramos and R. Luna (2017) “Diseño de un sistema fotovoltaico integrado a la red para el área De estacionamiento de la Universidad Tecnológica De Salamanca,” Tesis Maest., p. 101, [Online]. Available: https://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1004/521/1/Tesis%20Rafael%20Luna%20Puente%2C%20Humberto%20Ramos%20L%C3%B3pez.pdf
7. Y. Shi, Y. Sun, J. Liu, and X. Du (2021) “Model and stability analysis of grid-connected PV system considering the variation of solar irradiance and cell temperature,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 132, November, p. 107155, https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107155 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107155
8. B. Marion (2021) “Evaluation of clear-sky and satellite-derived irradiance data for determining the degradation of photovoltaic system performance,” Sol. Energy, Vol. 223, 15 July, pp. 376–383, https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.05.071 DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.05.071
9. T. Ma, H. Yang, and L. Lu (2014) “Solar photovoltaic system modeling and performance prediction,” Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 36, pp. 304–315, August. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.057 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.057
10. Homer Energy, “HOMER Help Manual,” 2015. https://www.homerenergy.com/pdf/HOMER2_2.8_HelpManual.pdf