Dimensionamiento de un sistema híbrido de generación de energía eléctrica para la propiedad horizontal en el municipio de Soledad

Abstract

El conjunto residencial Villa Serena ubicado en el municipio de Soledad, cuenta actualmente con 25 torres de vivienda las cuales se componen de cuatro apartamentos por nivel. En este conjunto, se presentan fallas en el servicio de energía eléctrica debido a que, en el momento de su construcción, no se adecuaron las redes para el consumo que se tiene actualmente. Ante esta situación, se propone una metodología que como resultado se obtenga la configuración adecuada para un sistema híbrido de generación de energía eléctrica a partir de energía fotovoltaica-eólica, en primera instancia, para una torre del conjunto residencial haciendo uso de los recursos solares y de viento disponibles que tiene la zona. La selección del diseño se hizo con respecto a un análisis de las especificaciones, componentes y criterios para la implementación del sistema de generación de energía híbrida. A través de una Matriz Pugh, herramienta cuantitativa que funciona para la toma de decisiones entre distintas opciones, se obtuvo que la mejor opción era un sistema de paneles policristalinos y aerogeneradores verticales con eje de giro horizontal, los cuales tienen una potencia nominal de 340W y 2kW respectivamente. Se tuvo en cuenta la restricción de espacio, ya que se usará la azotea como la zona para ubicar los paneles y aerogeneradores. Por ello, se determinó con un cálculo manual que el máximo de paneles y aerogeneradores es de 92 y 16 respectivamente y que el mínimo de energía eléctrica a producir debe ser mínimo 45,267Kw/año. Finalmente, con el uso de programación lineal se determinó el número óptimo de paneles y aerogeneradores para suplir la demanda energética anual del conjunto residencial al menor costo de inversión posible cumpliendo con la restricción de espacio.

The Villa Serena residential complex located in the municipality of Soledad currently has 25 housing towers which are made up of four apartments per level. In this complex, there are failures in the electric power service due to the fact that, at the time of its construction, the networks were not adapted for current consumption. Faced with this situation, a methodology is proposed that as a result the appropriate configuration is obtained for a hybrid system of electric power generation from photovoltaic-wind energy, in the first instance, for a tower of the residential complex making use of solar resources and of wind available in the area. The selection of the design was made with respect to an analysis of the specifications, components and criteria for the implementation of the hybrid power generation system. Through a Pugh Matrix, a quantitative tool that works for decision-making between different options, it was found that the best option was a system of polycrystalline panels and vertical wind turbines with a horizontal axis of rotation, which have a nominal power of 340W and 2kW respectively. The space restriction was taken into account, since the roof will be used as the area to locate the panels and wind turbines. For this reason, it was determined with a manual calculation that the maximum number of panels and wind turbines is 92 and 16 respectively and that the minimum electrical energy to be produced must be at least 45,267Kw/year. Finally, with the use of linear programming, the optimal number of panels and wind turbines was determined to supply the annual energy demand of the residential complex at the lowest possible investment cost, complying with the space restriction.