Modelo matemático para determinar el comportamiento de un sistema híbrido para zonas no interconectadas. Caso de estudio: Institución Etnoeducativa Rural Majayütpana (Uribia, la Guajira)

Abstract

El propósito del presente trabajo es realizar un modelado matemático para determinar la viabilidad técnico- financiera, para un sistema de generación de energía eléctrica ubicado en Uribia, La Guajira. Para esto, se realiza una caracterización del recurso solar, eólico y la demanda de la Institución Etnoeducativa rural Majayütpana. El sistema de generación híbrido está conformado por paneles solares, aerogenerador, banco de baterías y generadordiésel, donde se propone modelar el sistema en MATLAB y evaluar la viabilidad técnico financiera para 5 escenarios de operación en base al costo nivelado de la energía. El modelo de la generación fotovoltaica está basado en el modelo de eficiencia del panel, que tiene como parámetros de entrada las condiciones climáticas del lugar, los datos técnicos de los módulos solares y la irradiación en plano inclinado. El modelo del aerogenerador está basado en el modelo desarrollado por Pallabazer y en la distribución de probabilidad de Weibull. El modelo del generador diésel se basa en el consumo de combustible por hora, el cual depende de la potencia generada y el modelo de las baterías determina la energía de carga y descarga cada hora, limitando esta energía a un estado de carga máximo y mínimo.Se realizó la simulación para 5 escenarios posibles de combinación de tecnologías y se calculó el costo nivelado de la energía para cada fuente de generación. Se encontró que el menor costo nivelado corresponde al escenario de paneles solares – banco de baterías litio con un costo nivelado de 0.548 USD/kWh, y el mayor costo de generación corresponde al escenario paneles solares – aerogenerador – generador diésel, con un valor de 3.89 USD/kWh.