Dimensionamiento e implementación de un sistema híbrido eólico - solar fotovoltaico para abastecimiento de energía eléctrica en la institución Luis Carlos Galán de Cazucá, Soacha (2020)
Altos de Cazucá, es una de las seis comunas del casco urbano del Municipio de Soacha (Cundinamarca), localizada al extremo oriente de la ciudad de Bogotá. Cazucá es calificada como una zona vulnerable educativamente, esto se debe al alto índice de desescolarización infantil, producto de diversas dificultades; siendo una de ellas las intermitencias en el abastecimiento energético, como resultado de la baja tensión eléctrica y del continuo mantenimiento de las redes. A partir de la problemática actual en las acometidas eléctricas del sector, la Universidad Santo Tomás dedicada a la formación de profesionales con prioridad humanista y responsabilidad social, hoy en día se encuentra en continua vinculación con centros educativos que fomenten su labor en el desarrollo de actividades ambientales escolares (PRAE), decide en vocería del Departamento de proyección social y la facultad de Ingeniería Ambiental brindar su apoyo para dar solución a las diferentes necesidad que estos presenten, seleccionando así la Institución Educativa Luis Carlos Galán, en donde se ha realizado continuamente actividades sociales y en donde es evidente el déficit energético a consecuencia de las intermitencias en redes, diseñando e instalando un sistema híbrido eólico - solar fotovoltaico, que pueda satisfacer las necesidades de consumo eléctrico. La Institución Luis Carlos Galán por su ubicación geográfica, cuenta con condiciones meteorológicas favorables para realizar el dimensionamiento, esto se debe a que la zona de estudio se encuentra a una altitud de 2.780 m.s.n.m, lo que permitió un mayor acceso a los vientos con una velocidad promedio de 7 m/s en dirección sur-suroeste, y una radiación solar promedio de 4 Wh/(m2*día). Al mismo tiempo la Institución contaba con un área disponible y acometidas eléctricas aptas para su previa instalación. Para la implementación del sistema híbrido instalado se necesitaron dos paneles solares monocristalinos con una capacidad de 365W cada uno a 24V, un aerogenerador de eje vertical de 3 aspas de 400W a 24V, inversor de 600W a 24V, controlador de 60W PMW y 4 baterías vehiculares de 115A reacondicionadas. En condiciones óptimas el sistema híbrido genera aproximadamente 4,8kWh equivalente al 10% sobre el total de consumo eléctrico diario de la Institución, lo que permite una reducción de aproximadamente el 12% de costos en la factura eléctrica del lugar anualmente, equivalente a $1.100.000 COP. Sin embargo, este sistema genera 4.0kWh, debido a que existen factores externos y pérdidas de energía que alteran el eficiente desempeño del sistema como lo son la autonomía en las baterías, la variabilidad en las condiciones meteorológicas que afectan la transformación de energía y el exceso de energía de la capacidad máxima de los equipos. Al garantizar el suministro eléctrico, se permitió beneficiar aproximadamente 600 estudiantes en la jornada de la tarde, mejorando su entorno escolar y productividad en sus actividades educativas, además de fomentar la incursión de energías renovables, dándoles una herramienta para el aprendizaje de manera didáctica e interactiva. Palabras clave: déficit energético, energía renovable, energía solar, energía eólica, intermitencia, sistema híbrido, vulnerabilidad.