Modelación y simulación para el dimensionamiento de un sistema híbrido

Abstract

En el presente trabajo se realiza la modelación y simulación para el dimensionamiento de un sistema híbrido compuesto por paneles solares, biomasa, generación diésel y almacenamiento de energía, el generador diésel ya se encuentra en la microrred, las demás alternativas son evaluadas en base al costo nivelado de la energía para su implementación. Se estableció un modelo matemático para el gasificador compuesto por tres etapas, Secado-Pirolisis, Oxidación y Reducción, en los cuales se tuvo en cuenta los balances de masa, de energía, gases ideales y cinética química para su implementación, el modelo compuesto por 9 ecuaciones diferenciales calcula la composición, la cantidad y calidad del gas de síntesis producido. Se estableció un modelo matemático para el motor de combustión interna, donde se modificó la parte termodinámica del modelo de Ferguson con el fin de modelar el comportamiento del gas de síntesis en el motor, este modelo se compone de seis ecuaciones diferenciales que permiten el análisis en cada etapa del motor. Finalmente se tiene el modelo de generación fotovoltaica basado en el modelo de eficiencia del panel, y el modelo del almacenamiento por baterías, basado en el modelo de Coppeti. Se realizo el análisis de 403 escenarios posibles de combinaciones de las tecnologías y se calculó el costo nivelado de energía, se encontró que en 47 escenarios el costo nivelado de energía es menor al costo nivelado de energía del sistema actual, el menor costo nivelado de energía correspondió a una composición de la microrred de 85 por ciento generación diésel y 15 por ciento GMCI, se concluyó que la implementación de esta combinación de tecnologías generaría ahorros anuales de alrededor de 705 millones de pesos con los recursos de biomasa disponibles y se recupera la inversión en menos de tres años