Diseño de un sistema de poligeneración para la región de la Orinoquía
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2022-07-13
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
En Colombia durante años se ha tratado de encontrar alternativas sostenibles con el medio ambiente para poder mejorar las condiciones del sistema interconectado nacional (ZIN) y disminuir las zonas no interconectadas en el país. Una solución son los llamados sistemas de poligeneración que utilizan distintas fuentes de energía para producir uno o más productos. En este artículo se muestra la metodología de diseño de un sistema de poligeneración para una zona de la Orinoquía colombiana contando con fuentes de energía solar, eólica e hidrocinética. El sistema tiene como único producto energía eléctrica. Este estudio se basó en un método teórico consultando datos y fuentes tanto cuantitativas como cualitativas volviéndolo así un trabajo de tipo no experimental, ya que es una propuesta de un diseño para una posible implementación. Se inició la preselección la zona más adecuada para el sistema teniendo en cuenta aspectos climáticos, geográficos y demográficos. Se seleccionó al municipio de Puerto Gaitán, ya que cuenta con las mejores características para el diseño. Para cada una de las fuentes de energía anteriormente mencionadas se seleccionó un equipo correspondiente teniendo en cuenta diferentes criterios de selección. Se seleccionó el panel solar LR4-72HPH-455. la turbina eólica E53 y a la turbina hidrocinética Poseide 154. La potencia de salida de cada potencia da un total de 222 MWh/día (81% energía solar, 19% energía eólica e hidrocinética) lo que se traduce en cubrir el 100% del consumo energético del municipio con un excedente del 54%, Además, se realizó un modelo matemático con el objetivo de optimizar las cantidades de equipos y ajustar la producción de energía al consumo promedio de Puerto Gaitán, el sistema optimizado consta de 55.230 paneles, 15 aerogeneradores y 27 turbinas hidrocinéticas que producen un una potencia promedio de 122 MWh/día, el modelo matemático permitió conocer la curva de producción energética del sistema en distintas escalas de tiempo (mensual, diaria, horaria).
Abstract
During the last years in Colombia, efforts have been made to find environmentally sustainable alternatives to improve the conditions of the national interconnected system (Sistema Conectado Internacional), and diminish the number of non-interconnected areas in the country. One possible solution are the polygeneration systems which use different energy sources to produce one or more products. This paper depicts the design methodology of a polygeneration system for an area located in the colombian Orinoquia using solar, wind and hydrokinetic energy sources. This study is based on a theoretical method that consults both quantitative and qualitative data and sources, making it a non-experimental type study, as it is a design proposal for a potential implementation. The pre-selection process of the most suitable area for the system began taking into account climatic, geographic and demographic aspects. The municipality of Puerto Gaitán was selected since it has the best characteristics for the design. For each of the energy sources mentioned above, a corresponding equipment was selected taking into account different selection criteria. Solar panel LR4-72HPH-455, E53 wind turbine and Poseide 154 hydrokinetic turbine were selected. The output power of each potential gives a total of 222 MWh/day (81% solar energy, 19% wind and hydrokinetic energy), which translates into a 100% coverage of the consumption energy of the municipality with a surplus of 54%. Additionally, a mathematical model was carried out in order to optimizing the quantities of equipment and adjusting energy production to the average consumption of Puerto Gaitán. The optimized system consists of 55,230 panels, 15 wind turbines and 27 hydrokinetic turbines that produce an average power of 122 MWh / day. The mathematical model allowed knowing the energy production curve of the system in different time scales (monthly, daily, hourly).
Idioma
spa
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Citación
Páez Cabanzo, D. M. (2022). Diseño de un sistema de poligeneración para la región de la Orinoquía [Tesis de Pregrado en Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás] Repositorio Institucional
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