Diseño de un sistema solar fotovoltaico híbrido para el municipio de Barrancominas ZNI del Departamento del Guainía

Abstract

This degree work focuses on the design of a hybrid solar photovoltaic system for the Non-Interconnected Zone (NIZ) of Barrancominas, applying a PESTAR sustainability approach. The study identifies key challenges related to the lack of electrical infrastructure and geographic isolation, which negatively impact the region’s economic development.

The current electrical supply, based on a diesel generator providing energy for an average of 16 hours daily, was analyzed, including the community’s energy demand and fuel consumption. A hybrid solar photovoltaic system, combined with energy efficiency strategies, was proposed to reduce diesel fuel consumption by an average of 10% per month. A detailed analysis of solar and wind resources in the area was conducted to determine the best renewable energy mix that meets the diesel reduction target. Based on this, the optimal hybrid system alternative was selected and its design developed.

The chosen alternative (SSFH-D) was designed considering technical and economic factors, as well as compliance with regulatory requirements. The design was validated using PVsyst solar simulation software, and an economic analysis was performed leveraging the incentives from the Financial Support Fund for Electrification of Rural Non-Interconnected Zones (FAER). The system's return on investment was simulated by calculating the energy savings and using local energy tariff rates applicable to NIZ.

Finally, the design was evaluated from political, economic, social, technical, environmental, and regulatory perspectives. The sustainability and reliability of the hybrid system design for Barrancominas were confirmed, achieving an average monthly diesel fuel reduction of 10%.

El presente trabajo de grado se centra en el diseño de un sistema solar fotovoltaico hibrido ubicado en la localidad ZNI de Barrancominas, aplicando un enfoque de sostenibilidad PESTAR, identificando sus problemáticas asociadas a la carencia de infraestructura eléctrica y el aislamiento geográfico repercutiendo en su desarrollo económico. Se analiza el suministro eléctrico existente, basado en un generador Diésel el cual cuenta con un promedio de prestación del servicio de energía durante 16 horas, identificando el requerimiento de energía y el consumo de combustible. Se propone la implementación de tecnología solar fotovoltaica hibrida y estrategias de eficiencia energética a implementar en la localidad para reducir en un 10% promedio mensual el consumo de combustible. Se lleva a cabo un análisis del recurso solar y eólico en la zona para determinar la mejor combinación de fuentes de energía renovable que cumpla con el objetivo de reducción de consumo Diesel, posteriormente se selecciona la alternativa óptima del sistema solar híbrido y se procede con su diseño. El diseño de la alternativa seleccionada (SSFH-D) considera aspectos técnicos y económicos, así como el cumplimiento de requerimientos normativos. Se valida el diseño mediante el software de simulación de sistemas fotovoltaicos PVsyst y se realiza un análisis económico, aprovechando los incentivos del Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas Rurales Interconectadas (FAER). Se simula el retorno de la inversión del SSFH-D, teniendo en cuenta el ahorro en energía generado con el sistema híbrido utilizando los precios de las tarifas eléctricas específicas de las Zonas No Interconectadas (ZNI), de acuerdo al tarifario vigente en la localidad. Finalmente, se efectuó la evaluación del diseño desde perspectivas política, económica, social, técnica, ambiental y regulatoria, a su vez se establecieron las condiciones de Barrancominas, el cual efectuó una disminución del consumo de combustible Diesel en sostenibilidad y confiabilidad del diseño del SSFH-D de la localidad ZNI de un 10% promedio mensual. (Texto tomado de la fuente)