Mirco-red eléctrica aislada con energía solar fotovoltaica: caso Providencia

Abstract

En las islas que basan su generación de energía eléctrica en combustibles derivados de petróleo, existe la necesidad de diversificar las fuentes de energía con la intensión de disminuir el costo por generación. Este es el caso de Providencia, el cual basa su generación en diésel a expensas de un costo elevado. Este proyecto está enfocado a disminuir esos costos de generación supliendo con paneles fotovoltaicos parte de la demanda durante el día. Para diseñar estos paneles, en la red se escogió la topología de generación distribuida para ayudar a mejorar la regulación de tensión en los nodos más alejados de la generación diésel. Por medio de análisis dinámicos se determinó la capacidad máxima a instalar en el sistema eléctrico de Providencia. Para esto se modelaron las perturbaciones en el aumento y disminución de generación fotovoltaica ya que son estas a las que el sistema va a estar constantemente enfrentándose. Después de esto se hizo análisis de estado estable para verificar que los nodos de tensión no estuvieran sobrecargados en operación normal típica. Una de las limitaciones del proyecto es que no se emplean estrategias para aumentar la inmersión de paneles solares, sino que se limita a determinar cuánto es la capacidad máxima de generación fotovoltaica que se le puede integrar a la red en las condiciones actuales de este. Como resultado de este proyecto se obtuvo una inmersión de paneles solares del 17%, con 1507 unidades y se redujeron los costos de generación anuales a $ 526.383.980 COP.

In islands where electric energy generation relies on fuels derived from oil, it exists a necessity to diversify energy sources and to decrease generation costs. This is the case for Providence, where generation is based on diesel with high variable costs. This project is focused on diminishing these generation costs by supplying a fraction of the daily energy demand with photovoltaic panels. To that end, we designed a photovoltaic system with a distributed generation topology so that we can also improve the voltage regulation at the busbars with long distance from the diesel generators. What’s more, through dynamic analysis a maximum installation capacity was determined for the electric distribution system in Providence. For this, disturbances models for the increment and decline of the photovoltaic generation were developed since these will be scenarios that the system will be dealing with on a regular basis. Later, a stationary analysis was conducted to verify voltages at busbars were not overloaded in normal operation. One limitation of the project is that it does not apply strategies to increase the penetration of the solar panels, but it is limited to determine the maximum capacity of the photovoltaic generation with the current conditions of the grid. As results, the penetration obtained for the solar panels was 17% with 1507 units and there was a cost reduction of $ 526.383.980 COP per year.