Generación distribuida basada en sistemas híbridos caso de estudio: La Guajira, Colombia

Abstract

En este trabajo se presenta una propuesta de sistema híbrido de potencia (HPS) con tecnologías solar fotovoltaica y gasificación de biomasa con posibilidad de ser implementado en el departamento de La Guajira. El HPS incluye un sistema de gasificación de 30 kWt y 10 kWe evaluado para funcionar con cascarilla de arroz. Se utilizó un modelo de predicción de la composición del syngas y se obtuvo un poder calorífico inferior de 3,77 MJ/Nm3 utilizado para determinar las dimensiones constructivas del gasificador y seleccionar el motor acoplable. Por otro lado, se dimensionó un sistema fotovoltaico de 12,5 kW con inversor de tipo híbrido para gestionar la carga DC de los paneles y la carga AC del motor. El prototipo diseñado se evaluó desde los aspectos técnicos, financieros y regulatorios. La evaluación regulatoria indica que la normativa colombiana ha establecido la promoción de la generación con HPS con el objetivo de sustituir la alta presencia de generación con diésel existente en las Zonas No Interconectadas y aunque la conexión al Sistema Interconectado Nacional no es mencionada en la normativa, se encuentra permitida y en ambos casos se puede acceder a los incentivos tributarios establecidos por la ley. La evaluación técnica y financiera se realizó en el software HOMER Pro y se seleccionó como mejor alternativa la generación a partir de gasificación + fotovoltaica + baterías con un exceso de electricidad y demanda no atendida mínima de 14,5% y 0,03% respectivamente; finalmente se obtiene un costo nivelado de la energía 0,34 USD/kWh. (Texto tomado de la fuente)

This paper presents a proposal for a hybrid power system (HPS) with photovoltaic solar technologies and biomass gasification with the possibility of being implemented in the department of La Guajira. The HPS includes a 30 kWt and 10 kWe gasification system evaluated to work with rice husks. A prediction model of the synthesis gas composition was obtained, and a lower calorific value of 3,77 MJ/Nm3 was obtained, used to determine the gasifier's construction dimensions, and select the attachable engine. On the other hand, a 12,5 kW photovoltaic system with a hybrid inverter was dimensioned to manage the panels’ DC load and the motor’s AC load. The designed prototype was evaluated from the technical, financial, and regulatory aspects. The regulatory evaluation indicates that the Colombian regulations have established the promotion of HPS generation to replace the high presence of existing diesel generation in the Non-Interconnected Zones and although the connection to the National Interconnected System is not mentioned in the regulations, it is allowed and in both cases the tax incentives established by law can be accessed. The technical and financial evaluation was carried out using the HOMER Pro software and generation from gasification + photovoltaic + batteries with excess electricity and minimum unattended demand of 14,5% and 0,03%, respectively, was selected as the best alternative; Finally, a levelized cost of energy of 0,34 USD/kWh is obtained.