The “Content Management System” Case

De acuerdo al numeral 2.7 Recursos Energéticos disponibles. para el dimensionamiento se pueden utilizar tecnologías de generación solar, generación con diésel, generación con Biogás y almacenamiento de energía. Para realizar este dimensionamiento solo se tuvo la restricción de limitar la generación con biogás al límite del proyecto inscrito en la UPME a 360 kW como se mostró en la Tabla 2-9.

Con estas consideraciones se construye un diagrama esquemático de la simulación como se muestra en la Figura 4-1, seleccionando en la generación diésel la opción de tamaño automático del grupo electrógeno, en la generación solar, el convertidor de potencia y las baterías se selecciona la opción de optimizador de HOMER y la carga se agrega como se mostró en el numeral 3.2 Parámetros utilizados en la simulación.

Figura 4-1 Esquema propuesto para dimensionamiento ideal. Fuente: Simulación Homer Energy Pro.

Para los datos específicos de la generación diésel se usan los ya explicados en la Figura 4-1. Y para los datos del generador fotovoltaico se utilizan los mostrados en la Tabla 3-7 para la granja solar de Inírida.

Para los datos específicos del generador con biogás se utilizarán los datos de la Tabla 4-1. Estos datos son los mismos solicitados para un generador térmico como se mostró en la Tabla 3-2.

Tabla 4-1: Parámetros unidad Biogás. Fuente Elaboración propia.

Parámetro Unidad Biogás Residuos

sólidos Urbanos Fuente/ Observaciones Capacidad [kWh] 360 Registro de proyectos UPME

Capital [USD] 61.500 Documento CREG 075-2007

Costo de reemplazo [USD] 61.500 Documento CREG 075-2007

Operación y mantenimiento

[USD/horas de operación] 19,7 Resolución 091-2007 Mínimo porcentaje de carga [%] 30 Hoja de datos Grupos electrógenos

Vida útil [horas de operación] 20.000 Documento CREG 075-2007

Tiempo mínimo de arranque [min] 0,01 Hoja de datos Grupos electrógenos Cummins

Anexo B. Nombrar el anexo B de acuerdo con su contenido 23

En las tablas Tabla 4-2 y Tabla 4-3 se presentan los datos básicos solicitados por HOMER para las baterías y el convertidor de potencia. Los datos de capacidad y precios asociados a esta capacidad, son de referencia, ya que HOMER realiza la optimización de estos valores como se indicó al principio de este numeral.

Tabla 4-2: Parámetros convertidor de potencia. Fuente Elaboración propia.

Parámetro Convertidor de

potencia Fuente/ Observaciones Capacidad

[kWh] 1

Se coloca este valor como base y se selecciona la opción de optimización de HOMER para encontrar la capacidad adecuada

Capital

[USD/kWh] 120 NREL (Laboratorio nacional de energía renovable) [31] O&M [USD/año] 50 NREL (laboratorio nacional de energía renovable [32]

Tabla 4-3: Parámetros Baterías. Fuente Elaboración propia.

Parámetro Baterías Fuente/ Observaciones Capacidad [kWh] 100

Se coloca este valor como base y se selecciona la opción de optimización de HOMER para encontrar la capacidad adecuada

Capital [USD] 38000 NREL (laboratorio nacional de energía renovable) [33]

Con estos datos de entrada, HOMER realizó 1.349 simulaciones, encontrando 960 soluciones que clasificó en 5 categorías, según la arquitectura.

Tabla 4-4: Clasificación de resultados según arquitectura. Fuente: Elaboración propia

Opciones de Arquitectura Generación solar [kW] Biogás [kW] Generación Diésel [kW] Baterías [kWh] Convertidor de potencia [kW] 1 43.099 360 5.000 63.600 6.445 2 52.855 360 - 82.000 7.006 3 - 360 5.000 17.400 3.458 4 102.702 360 5.000 - - 5 - 360 5.000 - -

En la Tabla 4-4 se observan las 5 opciones de arquitectura que HOMER encontró con los parámetros utilizados como entradas. Se destaca que en tres de las cinco opciones incluye generación solar y solo omite en una de ellas la generación diésel. Las opciones de arquitectura están clasificadas según la optimización del ejercicio, por lo cual la opción 1 es la mejor solución en términos de optimización encontrada por HOMER.

Después de seleccionar la opción 1, se revisaron los datos económicos de esta, encontrado un valor total del proyecto de USD 155.321.637, como se puede ver en la Tabla 4-5. Este resultado, es muy costoso, comparado con el sistema de generación actual del municipio analizado el cual arrojó un resultado de USD 70.826.028.

Se puede observar que los costos de combustible de esta solución ideal representan el 1,18% del valor presente neto total de la solución, lo que es una diferencia importante con la simulación del sistema actual, donde se encontró que el combustible representa el 68% del valor total.

Tabla 4-5: Resultados económicos simulación ideal. Fuente: Elaboración propia

Resultados económicos de la simulación [Valor presente Neto]

Componente Capital [USD] Costo de reemplazo [USD] Operación y mantenimiento [USD] Combustible [USD] Gastos de salvamento [USD] Total [USD] Biogás $ 61.500 $ 0 $ 1.094 $ 164.911 ($ 4.784) $ 222.721 Generación Diésel $ 1.285.000 $ 0 $ 19.243.419 $ 1.673.641 ($ 115.101) $ 22.086.959 Baterías $ 31.800.000 $ 8.213.979 $ 24.115.891 $ 0 ($ 1.110.495) $ 63.019.374 Convertidor de potencia $ 1.095.696 $ 283.020 $ 3.054.902 $ 0 ($ 38.263) $ 4.395.355 Generación solar $ 65.579.466 $ 0 $ 17.762 $ 0 $ 0 $ 65.597.228 Total sistema $ 99.821.662 $ 8.496.998 $ 46.433.068 $ 1.838.552 ($ 1.268.643) $ 155.321.637

Anexo B. Nombrar el anexo B de acuerdo con su contenido 23

Después de revisar los resultados económicos, se procederá a revisar los resultados energéticos del proyecto para la primera arquitectura.

*Nota: Los valores de generación diésel y generación biogas son despreciables frente a la generación solar por lo que en la gráfica se evidencian muy sutilmente.

Figura 4-2 Resultados generación de energía. Fuente: Simulación Homer Energy Pro.

En la *Nota: Los valores de generación diésel y generación biogas son despreciables frente a la generación solar por lo que en la gráfica se evidencian muy sutilmente.

Figura 4-2 se puede observar la manera en que HOMER presenta los resultados de generación de energía del sistema propuesto, se muestra que la generación solar produce cerca de 60 MWh por año, pero el consumo es de aproximadamente 20 MWh por año, por lo que se tienen excedentes de energía de 63% de la generación total.

Es claro que la optimización de HOMER comparada con la situación actual de Inírida Guainía, mejora la penetración de las fuentes no convencionales de energía, siendo la generación solar responsable de casi la totalidad de generación del municipio (97,1%), pero también es claro que su elevado costo hace que esta solución sea muy difícil de implementar.

Es por lo anterior, que se proponen otras simulaciones teniendo en cuenta la