Metodología para el diseño de microrredes aisladas usando métodos de optimización numérica (2016)
Actualmente, la mayoría de sistemas eléctricos aislados que incluyen fuentes basadas en combustibles fósiles, están siendo modificados por esquemas de generación híbridos que reducen el impacto ambiental, aprovechando los recientes avances en el área de las energías renovables. En esta tesis se propone una metodología para realizar el diseño de una microrred híbrida aislada, empleando métodos de optimización iterativos y considerando como caso de estudio el municipio de Unguía en el departamento de Chocó. El diseño busca minimizar el costo de operación de la red y las emisiones de CO2, garantizando un nivel de confiabilidad en el suministro. El diseño de la microrred considera los siguientes elementos: generadores Diesel, un banco de baterías, paneles fotovoltaicos, aerogeneradores, un sistema de almacenamiento por bombeo de agua y vehículos eléctricos. Para dar un enfoque realista se consideran variaciones horarias en la demanda eléctrica, la velocidad del viento, la temperatura ambiente y la radiación solar. Estos datos fueron reportados por entidades de medición del clima y prestadoras del servicio eléctrico en el lugar de estudio. Las variables de diseño son: el número de paneles fotovoltaicos, el número de aerogeneradores y el número de baterías para un tipo dado de cada elemento, el volumen del tanque de almacenamiento de agua, la potencia nominal de la bomba y de la turbina hidráulica. Además se calcula la potencia de carga y descarga de los sistemas de almacenamiento, la demanda no suministrada y la potencia entregada por el generador Diesel en cada hora. Se proponen dos enfoques para resolver el problema de optimización planteado: optimización basada en escenarios determinísticos y optimización basada en escenarios probabilísticos. Los resultados obtenidos con ambos métodos se comparan con los diseños calculados usando los siguientes métodos tradicionales: el software HOMER y una metodología heurística basada en algoritmos genéticos. Con los métodos propuestos se obtienen diseño con mínimo costo.