Modelling and optimization of industrial micro-generation and energy distribution grid

Abstract

El present projecte final de carrera tracta l’ús eficient de diferents recursos energètics mitjançant un programa informàtic desenvolupat per a tal fi. L’estalvi energètic s’ha constituït com un dels principals objectius per una política de reducció de costos, i les microgrids o smart grids tenen un paper clau tan en àmbits empresarials com domèstics. Aquest treball pretén aportar solucions d’estalvi energètic per a la producció, l’emmagatzematge i el consum d’energia. També vol introduïr l’energia com un elment més de la cadena de subministrament d’una empresa o organització, i optimitzar-la com a tal. La combinació de l’ús eficient de l’energia i la introducció de les energies renovables, fa que el grau de complexitat dels sistemes de gestió energètica augmenti. Existeix també una conciència que promou la generació energètica distribuïda pel territori per evitar pèrdues degudes al transport i la dependència de grans centrals consumidores de recurssos fòssils o nuclears. S’ha desenvolupat un model matemàtic que descriu les característiques essencials i més determinants, per a la seva optimització. El model es divideix en variables i paràmetres agrupades en equacions de producció, emmagatzematge, distribució i consum. Finalment s’avaluen els costos d’explotació d’aquests elements més determinants per a obtenir una funció objectiu de costos, a minimitzar. L’objectiu final és una eina d’ajuda a la presa de decisions, assistida per ordinador. Aquesta eina que s’ha creat és una combinació d’un software d’optimització implementat en una plataforma comercial (GAMS), i una base de gestió de la informació relacionada que resulti familiar per a l’usuari (Excel). Un cop desenvolupada aquesta aplicació s’ha provat en dos casos que representen el primer un ús domèstic del sistema, i el segon un ús més empresarial. En aquest treball té en compte els elements de generació energètica més comuns, com els molins de vent i les plaques solars. Tracta amb la xarxa elèctrica convencional com a subministrador energètic i, sense voler entrar a fons en les possibilitats que preveu l’actual legislació en aquest país, també la tracta com a receptor dels excedents de la nostre propia micro-xarxa. L’ús d’altres energies derivades dels subministradors, com podria ser la tèrmica no formen part de l’abast del projecte.