Modelització i simulació de sistemes d'electrificació aïllats amb generació eòlica i solar per a zones rurals en països en desenvolupament

Abstract

L’objectiu d’aquest projecte, és desenvolupar un model de simulació per a analitzar el comportament de diferents opcions de sistemes autònoms d’electrificació per a països en desenvolupament. Per una banda, les possibles tecnologies d’estudi són tres: eòlica, solar i híbrida. Aquestes s’han escollit per ser les més esteses en l’actualitat, donat el seu baix cost, disponibilitat de recurs a nombrosos indrets i sostenibilitat. Per altra banda, les possibles configuracions d’electrificació són dos: sistemes individuals o microxarxes. La tendència actual són els sistemes individuals, però degut a que els equips de generació s’instal·len en el punt de consum, la demanda dels usuaris es limita al recurs d’aquell punt. Com a alternativa, es proposa considerar la segona opció, ja que s’ha demostrat que redueix el cost inicial usant equips de generació majors proporcionalment més barats. La validació del model es realitza analitzant diferents projectes reals ja implantats a la serra Andina de Perú. A partir d’aquests resultats, es generen noves opcions d’electrificació que permeten estudiar la influència de la variabilitat de la generació en el dimensionament dels sistemes. Tanmateix, l‘anàlisi d’aquestes noves opcions permet determinar la millor tecnologia i disposició. Es comprova que la tecnologia òptima d’electrificació en disposició individual depèn del recurs de la zona. En la comunitat d’estudi, ha resultat ser la tecnologia solar, donada la baixa presència del vent. En disposició en microxarxa, l’augment de la demanda de sistema permet la utilització d’equips de generació majors, el que com es demostra, aporten millors resultats d’eficiència en el cas eòlic i híbrid. D’altra banda, s’ha confirmat que l’alternança en la demanda dels usuaris connectats a la microxarxa fa reduir la demanda total del sistema respecte la demanda teòrica, permetent una disminució en la generació requerida i alhora, de la capacitat d’emmagatzematge. Per totes aquestes raons, es demostra que les microxarxes resulten més eficients i econòmiques que els sistemes individuals. Finalment, en aquesta última disposició, es conclou que la tecnologia híbrida resulta ser la millor tecnologia d’electrificació, ja que combina el baix cost de la generació eòlica amb l’estabilitat de la solar, que li permet reduir la capacitat d’emmagatzematge.