Comparative energy evaluation of a hybrid wind-photovoltaic system of low power for the electrification of rural housing
Karina Pacco
Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann
DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2011.0035/
RESUMEN
El presente trabajo está basado en la tesis titulada: “Evaluación energética comparativa de un Sistema Híbrido Eólico-Fotovoltaico de baja potencia para la electrificación de una vivienda rural” realizada durante el periodo Febrero-Marzo 2010, tiene por finalidad evaluar los recursos eólico y solar de la Provincia de Tacna y evaluar comparativamente un sistema eólico-fotovoltaico con sus sub-sistemas para la electrificación de una vivienda rural ubicada en la Provincia de Tacna. En la investigación se utilizó un aerogenerador Rutland WG910 y un panel fotovoltaico Siemens, se construyeron instrumentos como el divisor de voltaje y el circuito fotoeléctrico; se desarrolló un software-plantilla para el estudio detallado de los recursos solar y eólico, los sistemas energéticos y los datos meteorológicos; así también se muestra los detalles de la tecnología del sistema híbrido eólico-fotovoltaico de forma que el sistema híbrido para una vivienda que se proyecte en el futuro inmediato sea más eficiente y económica. Los subsistemas que integran el sistema híbrido eólico-fotovoltaico son generadores domésticos de electricidad económicos, que se instalan a bajo costo y ayudan a liberar a los ciudadanos de la dependencia de las compañías de suministro eléctrico y del petróleo. Los resultados obtenidos de la evaluación indican la posibilidad de un uso mayor de la energía solar y la no viabilidad de la energía eólica para la Provincia de Tacna, por lo tanto si se hiciera una reconversión energética hacia energías renovables; la energía solar podría ser el nuevo vector energético sostenible de la Provincia de Tacna para su alto progreso material y su desarrollo sostenible. Así también se analizó la viabilidad técnico-económica de la producción de cada subsistema y se utilizó un método basado en evaluar la fiabilidad de un sistema autónomo mediante el concepto de Probabilidad de Pérdida de Carga, generalmente denominada LLP (Loss of Load Probability). En la actualidad, a escala mundial, la energía consumida por el hombre proviene de los combustibles fósiles cuya utilización masiva conduce al agotamiento de las reservas y supone a la vez un real peligro para el medio ambiente, manifestándose principalmente a través del calentamiento global de la tierra y la acidificación del ciclo del agua. Es importante hacer la reconversión energética hacia energías independientes del petróleo y limpias para romper la dependencia económica de los proveedores de combustibles fósiles y apostar por un desarrollo sostenible. El objetivo de la presente investigación es realizar la evaluación comparativa de un sistema híbrido eólicofotovoltaico de baja potencia para la electrificación de una vivienda rural» ubicada en la provincia de Tacna, para ello es necesario analizar los parámetros meteorológicos de la intensidad del viento y la radiación solar local, así como el análisis energético y posibilidades de uso del sistema híbrido eólico-fotovoltaico, considerándose como una alternativa para el sector energético. A lo largo de la recolección de datos y elaboración del informe de tesis, se desarrolló un software para el estudio detallado de los recursos solar y eólico, los sistemas energéticos y los datos meteorológicos.
Descriptores: Shefv, energía eólica, energía solar, software plantilla, software estadístico, LLP, Tacna, divisor de voltaje, circuito fotoeléctrico, detalles tecnológicos, Rutland WG-910, Siemens, recurso eólico, recurso solar.
ABSTRACT
This work is based on the thesis titled «Comparative Energy evaluation of a hybrid wind-photovoltaic system of low power for the electrification of rural housing» conducted during February-March 2010, aims to evaluate wind and solar resources of the province of Tacna and benchmark wind-photovoltaic system with its subsystems for the electrification of a rural home located in the province of Tacna. The research used a wind turbine Rutland WG-910 and a Siemens solar panel, built instruments such as the voltage divider and the circuit Photoelectric developed a software template for the detailed study of solar and wind resources, energy systems and meteorological data, and also shows details of the technology of wind-photovoltaic hybrid system so that the hybrid system for housing projected into the near future more efficiently and economically. The subsystems that make up the hybrid wind-photovoltaic are home generators of economic power that are installed at low cost and help to free the citizens of the dependence of the power companies and oil. The results of the evaluation indicate the possibility of greater use of solar energy and non-viability of wind power for the province of Tacna, so if you make a reconversion to renewable energy, solar energy could be the new sustainable energy vector in the province of Tacna to its high material progress and sustainable development. Thus we also analyzed the technical and economic feasibility of production of each subsystem and used a method based on evaluating the reliability of an autonomous system using the concept of Loss of Load Probability, usually referred LLP. At present, on a global scale, the power consumed by humans comes from fossil fuels whose massive use leads depletion of reserves and involve both a real danger to the environment, manifesting mainly through the global warming of the earth and the acidification of the water cycle. It is important to energy conversion to energy independent, clean oil to break the economic dependence on suppliers of fossil fuels and go for sustainable development. The objective of this research is to make a “Comparative Energy evaluation of a hybrid wind-photovoltaic system of low power for the electrification of rural housing” located in the province of Tacna, for it is necessary to analyze the meteorological parameters of wind speed and local solar radiation and energy analysis and possible applications of wind-photovoltaic hybrid system, considered as an alternative to the energy sector. Throughout the collection of data and elaboration of the thesis report, it developed a software detailed study of solar and wind resources, energy systems and meteorological data.
Keywords: Shefv, wind energy, solar energy, template software, statistical software, LLP, Tacna, voltage divider, photoelectric circuit, technology details, Rutland WG-910, Siemens, wind resources, solar resources.