Diseño e implementación de un sistema de suministro energético complementario para la finca El Recreo en Alvarado - Tolima

En el presente documento se retrata la experiencia teórica, práctica y metodológica en el proceso de diseño, construcción e instalación de un sistema de suministro energético complementario que funciona gracias a recursos renovables provenientes de la energía solar para la finca El Recreo. Su sistem...

Full description

Autores:
Bromberg Florez, Nathan Nicolas
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4890
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4890
Palabra clave:
Sistema de suministro energético complementario para la finca en Alvarado - Tolima - Diseño e implementación de un sistema para la finca El Recreo
Diseño e implementación de un sistema para la finca El Recreo - Sistema de suministro energético complementario para la finca en Alvarado - Tolima
SSE (sistema de suministro energético)
Sistemas fotovoltaicos
Baterías de litio
Energía solar
Fuentes fósiles
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description En el presente documento se retrata la experiencia teórica, práctica y metodológica en el proceso de diseño, construcción e instalación de un sistema de suministro energético complementario que funciona gracias a recursos renovables provenientes de la energía solar para la finca El Recreo. Su sistema de almacenamiento energético fue desarrollado a partir de baterías de iones de litio recicladas y recuperadas de dispositivos eléctricos y electrónicos de consumo general. Según el resultado de las investigaciones arrojaron que la mayoría de la energía consumida a nivel mundial proviene en un 81% de Fuentes fósiles y tan solo el 19% de energías renovables, este trabajo de grado se configura como una guía para proyectos que abren la puerta al futuro cercano a la conciencia ambiental a través de la reutilización de baterías 18650, las cuales en este proyecto se adquirieron 116 baterías de computadores portatiles averiadas o deshechadas para someterlas a procesos de caracterización y luego darles un segundo uso en sistemas foltovoltaicos.
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spelling Sandoval Cardenas, Carlos Albertoa679441a-3f8a-4030-959e-0180c52afc9d-1Bromberg Florez, Nathan Nicolas98b3da59-33b1-483e-b819-9ce813401cca-12025-03-25T19:43:43Z2025-03-25T19:43:43Z2022En el presente documento se retrata la experiencia teórica, práctica y metodológica en el proceso de diseño, construcción e instalación de un sistema de suministro energético complementario que funciona gracias a recursos renovables provenientes de la energía solar para la finca El Recreo. Su sistema de almacenamiento energético fue desarrollado a partir de baterías de iones de litio recicladas y recuperadas de dispositivos eléctricos y electrónicos de consumo general. Según el resultado de las investigaciones arrojaron que la mayoría de la energía consumida a nivel mundial proviene en un 81% de Fuentes fósiles y tan solo el 19% de energías renovables, este trabajo de grado se configura como una guía para proyectos que abren la puerta al futuro cercano a la conciencia ambiental a través de la reutilización de baterías 18650, las cuales en este proyecto se adquirieron 116 baterías de computadores portatiles averiadas o deshechadas para someterlas a procesos de caracterización y luego darles un segundo uso en sistemas foltovoltaicos.This document portrays the theoretical, practical and methodological experience in the design, construction and installation process of a complementary energy supply system that works thanks to renewable resources from solar energy for the El Recreo farm. Its energy storage system was developed from recycled lithium-ion batteries recovered from general consumer electrical and electronic devices. According to research of energy consumption, results showed that most of the energy consumed worldwide comes from 81% of fossil sources and only 19% from renewable energies, this thesis is intended to be used as a guide for projects that open the door to the near future to environmental awareness through the reuse of 18650 batteries, which for this project were acquired 116 damaged or discarded laptop batteries to undergo characterization processes and then give them a second use in photovoltaic systems.PregradoIngeniero Electrónico1. MARCO TEÓRICO.....17 1.1 HISTORIA DE LAS BATERÍAS ELÉCTRICAS.....17 1.1.1 Las primeras baterías.....18 1.1.2 Invención de la batería recargable.....19 1.1.3 La electricidad a través del magnetismo.....20 1.1.4 Desarrollo de las baterías.....20 1.2 TIPOS DE BATERÍAS.....23 1.2.1 Baterías de plomo acido.....23 1.2.2 Baterías de litio.....25 1.3 FORMATO DE LAS BATERÍAS DE LITIO.....29 1.3.1 Pilas de litio en bolsa.....30 1.3.2 Pilas prismáticas de litio.....31 1.3.3 Pilas cilíndricas de litio.....31 1.4 SUMINISTRO BATERÍAS DE LITIO.....33 1.4.1 Comprando pilas nuevas.....33 1.4.2 Utilización de pilas recuperadas.....34 1.4.3 Comprando baterías usadas de vehículos eléctricos.....35 1.5 CLASIFICACIÓN DE LAS CELDAS DE IONES DE LITIO.....36 1.5.1 Capacidad.....36 1.5.2 Velocidad de descarga máxima.....37 1.5.3 Tasa C.....37 1.5.4 Velocidad máxima de carga.....38 1.5.5 Número máximo de ciclos.....38 1.6 CONEXIONES DE CELDAS PARA FORMAR UNA BATERÍA.....39 1.6.1 Conexiones en serie para aumentar el voltaje.....39 1.6.2 Conexiones en paralelo para aumentar la capacidad.....40 1.6.3 Conexiones mixtas.....40 1.7 BMS.....41 1.7.1 Tipología de BMS.....41 1.7.2 Balanceo.....42 1.7.3 Balanceo activo vs pasivo.....44 1.7.4 Funciones adicionales del BMS.....45 1.7.5 Software y controles del BMS.....46 1.8 CONCEPTOS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA.....47 1.8.1 Radiación solar.....47 1.8.2 Bases de datos de radiación.....49 1.8.3 Tipos de sistemas fotovoltaicos.....52 1.8.4 Desarrollo del concepto de sistema fotovoltaico.....53 1.9 NORMATIVIDAD.....54 1.9.1 Reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE).....54 1.9.2 Código eléctrico Colombiano NTC 2050.....54 1.9.3 Norma técnica colombiana para instalaciones fotovoltaicas.....55 2. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA DE SUMINISTRO ENERGÉTICO COMPLEMENTARIO.....57 2.1 CONDICIONES DEL PROYECTO.....57 2.1.1 Requisitos energéticos.....57 2.1.2 Localización.....57 2.1.3 Recursos solares disponibles.....58 2.2 DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO.....63 2.2.1 Planificación y emplazamiento del terreno.....63 2.2.2 Evaluación de la demanda energética.....65 2.2.3 Evaluación de los recursos de energía solar disponibles en la zona.....68 2.3 DIMENSIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO.....70 2.3.1 Matriz fotovoltaica.....71 2.3.2 Regulador de carga solar.....74 2.3.3 Batería.....78 2.3.4 Inversor DC/AC.....80 2.3.5 Cableado.....81 2.4 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA QUE SOPORTA LOS MÓDULOS SOLARES.....86 2.5 DISEÑO Y DESARROLLO DE LA BATERÍA.....88 2.5.1 Diseño electrónico de la batería.....96 2.5.2 Diseño mecánico de la batería.....102 2.5.3 Desarrollo de la batería.....106 3. IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE SUMINISTRO ENERGÉTICO COMPLEMENTARIO.....112 3.1 INSTALACIÓN PLANTA FOTOVOLTAICA.....112 3.2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO.....116 3.3 COSTOS DEL PROYECTO.....118 3.4 ANÁLISIS ECONÓMICO.....120 3.5 ANÁLISIS AMBIENTAL.....132 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.....136 4.1 CONCLUSIONES.....136 4.2 RECOMENDACIONES.....137144 páginasapplication/pdfBromberg Florez, N. N. (2022). Diseño e implementación de un sistema de suministro energético complementario para la finca El Recreo en Alvarado - Tolima. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4890https://hdl.handle.net/20.500.12313/4890spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería ElectrónicaTorres, J. E. (2019). ENERGÍA Y PAZ: RETOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN NUEVO PAÍS RURAL. Revista de ingeniería, 0(48), 6–9.Boletín estadístico de Minas y Energía. (s/f). 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