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Resultados de un
diseo fotovoltaico en el cantn Olmedo-Provincia de Manab
Results of a photovoltaic design in the canton Olmedo-Province of Manab
Resultados
de um projeto fotovoltaico
no canto Olmedo-Provncia
de Manab
Correspondencia: gino.mieles@utm.edu.ec
Ciencias Tcnicas y Aplicadas
Artculos de investigacin
*Recibido: 16
de julio de 2021 *Aceptado: 30 de agosto
de 2021 * Publicado: 23 de septiembre
de 2021
I.
Estudiante de
Posgrado de UTM. Maestra Acadmica con trayectoria de investigacin en
Electricidad mencin Sistemas Elctricos de Potencia. Ingeniero Elctrico en
Sistema Elctrico de Potencia. Magster en Gerencia Educativa. Docente de la
Universidad Tcnica de Manab. Experiencia el campo Tcnico CNEL ep y Acadmico en Universidad Tcnica de Manab, Ecuador.
II.
Ingeniera Elctrica
especialista en Control Automtico en 1979 en la Universidad de Oriente, doctorado
en Ciencias Tcnicas en 1992, Profesora Principal a tiempo completo en el
Departamento de Ingeniera Elctrica y Vicedecana de la carrera de Electrnica
y Automatizacin en la Universidad Tcnica de Manab, Ecuador.
III.
Docente de la
Universidad Tcnica de Manab. Ingeniera Elctrica en Sistema Elctrico de
Potencia. Magster en Gerencia Educativa. Estudiante de Doctorado en la Cujae- La Habana, Cuba. Experiencia en el campo
Tcnico y Acadmico en Universidad
Tcnica de Manab. Con Publicaciones relacionado de la energa con la calidad
de la energa en zonas rurales.
Resumen
En el presente trabajo se analiza el desempeo energtico de un sistema
fotovoltaico en el cantn Olmedo de la provincia de Manab. El mtodo bsico de
la investigacin utilizado es deductivo e inductivo porque, se parte de datos e
informacin, que permiti partir de determinadas premisas individuales, para
obtener como conclusin un indicio general que permita demostrar la viabilidad
de adaptar alternativas energticas, con el fin de alcanzar un desarrollo
coherente y respetando el ambiental.
Con el software PVsyst se determin la produccin
anual de energa elctrica del sistema de 930 Wp
conectado a la red, as como las prdidas por sombras, modificacin del ngulo
de inclinacin y por efecto de la irradiancia y
temperatura. Tambin se calcularon los parmetros caractersticos de la
instalacin, tiles para establecer perfiles mensuales para la planificacin
del consumo elctrico. Los resultados demostraron que la energa anual
generada, es equivalente al consumo elctrico de la localidad durante todos los
das y adems, constituye una alternativa para la generacin de energa, a
partir del aprovechamiento de la energa solar fotovoltaica de esta zona.
Palabras clave: Sistema fotovoltaico; fuente renovable de energa; generacin de energa; PVsyst.
Abstract
In the present work,
the energy performance of a photovoltaic system in the Olmedo
canton of the Manab province is analyzed. The basic method of research used is
deductive and inductive because, it is based on data and information, which
allowed starting from certain individual premises, to obtain as a conclusion a
general indication that allows demonstrating the viability of adapting energy
alternatives, in order to achieve a coherent development and respecting the
environment.
With the PVsyst software the annual production of electrical energy
of the 930 Wp system connected to the network was
determined, as well as the losses due to shadows, modification of the angle of
inclination and due to the effect of irradiance and temperature. The
characteristic parameters of the installation were also calculated, useful for
establishing monthly profiles for the planning of electricity consumption. The
results showed that the annual energy generated is equivalent to the
electricity consumption of the town every day and also constitutes an
alternative for the generation of energy, from the use of photovoltaic solar
energy in this area.
Keywords: Photovoltaic system; renewable source of energy;
energy generation; PVsyst.
Resumo
No presente trabalho analisado o desempenho energtico de um
sistema fotovoltaico no canto Olmedo da provncia de Manab. O mtodo bsico de pesquisa utilizado
dedutivo e indutivo
porque, baseado em dados
e informaes, que permitiram
a partir de certas premissas
individuais, obter como concluso uma indicao
geral que permite demonstrar a viabilidade
de adaptao de alternativas energticas, a fim de alcanar um desenvolvimento coerente e respeitando o meio ambiente.
Com o software PVsyst foi determinada a produo anual de energia eltrica do sistema de 930 Wp
conectado rede, bem como as perdas
por sombras, alterao do ngulo
de inclinao e pelo efeito
da irradincia e da temperatura. Tambm
foram calculados os parmetros
caractersticos da instalao, teis
para o estabelecimento de perfis
mensais para o planejamento
do consumo de energia eltrica.
Os resultados mostraram que a energia
anual gerada equivale ao
consumo de eletricidade da cidade
todos os dias e tambm constitui uma alternativa para a gerao de energia, a partir da utilizao da energia solar
fotovoltaica nesta rea.
Palavras-chave: Sistema fotovoltaico; fonte
renovvel de energia; gerao de energia; PVsyst.
Introduccin
Materiales y mtodos
El mtodo bsico de la
investigacin es deductivo e inductivo porque, se parte de datos e informacin,
que permiti partir de determinadas premisas individuales, para obtener como
conclusin un indicio general que permita demostrar la viabilidad de adaptar
alternativas energticas en el cantn Olmedo, con el fin de alcanzar un
desarrollo coherente y respetando el ambiental.
La investigacin se
apoya en la revisin bibliogrfica de diversos artculos cientficos, libros y
premisas de datos de instituciones pblicas del Ecuador, que permiten llegar a
conclusiones precisas sobre el caso de estudio.
Las conclusiones
obtenidas se proyectan en funcin del diseo propuesto en Software PVsyst, teniendo en cuenta los elementos de la capacidad de
calcular valores diarios de radiacin solar a partir de mediciones mensuales y
de variables meteorolgicas y caractersticas de equipos espaciales, que
intervienen en el medio, para lograr la sostenibilidad de los territorios bajo
las premisas del desarrollo local sostenible, para lo cual resulta importante
considerar las acciones que se realicen en el sector energtico, enfocadas en
fortalecer la resiliencia territorial frente al
cambio climtico.
Caso de estudio
Figura 1. Mapa del cantn
Olmedo
Software PVsyst
El PVsyst
es un software muy verstil de simulacin de instalaciones fotovoltaicas. Este
posee la capacidad de calcular valores diarios de radiacin solar a partir de
mediciones mensuales. Contiene todos los subprogramas para el diseo,
optimizacin y simulacin de cuatro tipos de sistemas: conectados a red,
autnomos, bombeo solar y redes de corriente directa. Tambin incluye una base
de datos con un sinnmero de modelos de mdulos fotovoltaicos y modelos de
inversores.
Entre las
potencialidades de este software se encuentra que permite agregar datos a la
base de datos del programa; como son: las variables meteorolgicas y
caractersticas de equipos. Adems, provee informacin sobre las trayectorias
solares de la localidad, permitiendo determinar las prdidas por efecto de
sombras cercanas durante todo el ao. Brinda un informe detallado del estimado
del comportamiento de los mdulos, permitiendo realizar de forma fcil y rpida
varias simulaciones si se requieren hacer consideraciones que puedan optimizar
el funcionamiento del sistema.
Parmetros generales
Necesidades del usuario
Dentro del analisis realizado al usuario, sobre la potencia requerida
para el diseo del sistema podemos determinar que es de 1815 Wh/dia como energia
diaria total.
Basndonos en la
diversidad de cargas las cuales varian la hora/dia.
Dentro de la
distribucin por hora de las cargas tal como podemos observar en la figura 2,
podemos ver que hay tres picos que se presentan a lo largo del dia es decir de mayor consumo en las horas 6 am, 12 am y 21
pm.
Aqu corresponde hacer
una consideracion, recordando que es un sistema
aislado, en lo concerniente a la nevera debemos colocar un temporizador para
que la bateria no se descargue rpido.
Figura 2. Necesidades
detalladas del usuario
Resultados
Resultados Obtenidos Mediante la Simulacin del Software PVsyst.
El resumen de los
resultados podemos determinar en la tabla siguiente:
Tabla 1. Resumen de resultados
En el diagrama de
barra del software PVsyst que presenta a continuacin
la siguiente figura 2 podemos identificar los siguientes datos:
Figura 3. Producciones normalizadas (por kWp
instalado)
Barra de color azul:
Se observa la energa no utilizada Lu = 1.08 kWh/kWp/da, la cual no es entregada a las cargas.
Barra de color morada:
En ella se presenta las prdidas de coleccin (perdidas del conjunto FV) LC =
1.07 kWh/kWp/da.
Barra de color verde:
En ella se visualiza las prdidas del sistema y carga de batera LS = 0.22 kWh/kWp/da.
Barra de color rojo:
Se refleja la energa suministrada al usuario Yf =
1.95 kWh/kWp/da.
En la tabla 2, se
resumen los balances y resultados principales. El valor ms alto de irradiacin
corresponde al mes de septiembre con un acumulado de 154,5 kWh/m2
produciendo 109,6 kWh y el valor ms discreto
corresponde al mes de enero con 114,2 kWh/m2
generndose solamente 76,3 kWh. La irradiacin anual
es de 1580,6 kWh/m con una produccin de energa
elctrica inyectada a la red de 662,48 kWh.
Tabla 2. Balance y resultados
principales
Proporcin de rendimiento
Ntese que en la
figura 4 se observa la proporcin de rendimiento, el cual se proyecta a
continuacin el PR de la instalacin.
Barra de color rojo: se observa la relacin entre la energa
disponible y el consumo de sistema fotovoltaico. Por medio de los resultados
obtenidos se obtiene la eficiencia de los mdulos FV de proporcin de
rendimiento (Yf / Yr) es de
0.451 y bajo el efecto de la radiacin incidente de la fraccin solar Solfrac, se mantiene en el rango del 1,0 %, como producto
de un sistema aislado. Los resultados de la tabla 2, permiten establecer
perfiles mensuales de generacin de electricidad, lo cual favorece la
planificacin del consumo de energa.
Figura 4. Proporcin de
rendimiento (PR).
Diagrama de prdidas
En la figura 5 se
muestran las prdidas de energa durante todo el ao que se dan en el sistema
debido a diferentes factores, prdidas por sombras, prdidas por temperatura,
prdidas por conversin.
Se obtiene el valor de
energa final a la salida del inversor a partir de la irradiacin total que
incide en el sistema.
Figura 5. Diagrama de prdida
Son destacables las
prdidas debido al nivel de irradiancia (0,94%), y
las prdidas en el inversor durante el funcionamiento (5,57%).
Conclusin
Para el desarrollo de
este trabajo se utiliz el software computacional PVsyst,
donde obtuvimos una metodologa para el diseo de un sistema de paneles
fotovoltaicos independiente, facilitando un esquema que permite la gestin de
un sistema de abastecimiento elctrico y a su vez sea capaz proveer
sustentabilidad energtica en el cantn Olmedo de la provincia de Manab.
El uso del software PVsyst 7.0 para el dimensionamiento del sistema
fotovoltaico aislado ha sido de mucho provecho, pues ayudo a ejecutar el
dimensionamiento y diseo del sistema fotovoltaico de manera rpida y prctica,
a su vez nos sirvi de gran ayuda para comparar los resultados obtenidos
mediante clculo matemticos del dimensionamiento.
Dentro de los
resultados obtenidos del recurso solar y el rendimiento de la tecnologa
disponible, se concuerdan afinadamente a estudios previos que se realizaron en
su momento en la provincia de Manab.
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