Impacto de las Tecnologías Power to X en la Operación de Sistemas Eléctricos con Alta Penetración de Fuentes de Energía Renovable

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Resumen

A nivel global se está realizando una transición energética la cual busca transformar los sistemas energéticos actuales (en la mayoría dependen de combustibles fósiles) a sistemas sostenibles y eficientes, con el fin de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Uno de los desafíos de esta transición es diversificar la matriz de generación energética, introduciendo fuentes de energía renovable (FER), que permitan disminuir la dependencia de combustibles fósiles así como aumentar la eficiencia. Teniendo claro esto, el presente proyecto se enfoca en evaluar como las tecnologías Power to X (PtX), convierten energía eléctrica en otro vector energético y ayudan a gestionar los excedentes producidos por FER y garantizar la disponibilidad del recurso energético. Para el cumplimiento y desarrollo de los objetivos se toma como base de estudio la red IEEE de 34 nodos. A esta se le agregan FER y un sistema Power to Hydrogen (PtH2) con el fin de determinar como la inserción de estos elementos afectan a la región flexible de operación conocida como FOR (Fleasible Operation Region) Se identificó que la inclusión de PtH desempeña un papel fundamental al aumentar tanto la adaptabilidad a diversas fuentes de generación, como los sistemas fotovoltaicos, como la capacidad de carga. Estos cambios se traducen en una expansión significativa de las FOR, lo que resalta la relevancia de considerar la implementación de sistemas PtH2 en la transición hacia sistemas eléctricos más sostenibles y eficientes, con implicaciones importantes para la planificación y la toma de decisiones en el sector energético, promoviendo un futuro más robusto y sostenible en la generación y gestión de energía.

Abstract

Currently, a global energy transition is underway with the objective of transforming existing energy systems, most of which rely on fossil fuels, into sustainable and efficient systems in order to mitigate greenhouse gas emissions. A pivotal challenge within this transition is diversifying the energy generation mix by integrating renewable energy sources (RES), thereby reducing dependence on fossil fuels and enhancing overall efficiency. With this objective in mind, the project focuses on assessing the role of Power-to-X (PtX) technologies. These technologies involve converting electrical energy into alternative energy vectors to effectively manage surplus energy generated by RES and ensure resource availability. To achieve the research objectives, it takes into account the IEEE 34 node test feeder to emulate the network as the foundation for their study. In this context, the incorporation of RES and a Power to hydrogen system (PtH2) was examined to understand how the integration of these components impacts the flexible operational region referred to as the ’Flexible Operation Region’ (FOR). The findings underscore the vital contribution of PtH integration, significantly enhancing adaptability to various generation sources, particularly photovoltaic systems, and augmenting load capacity. These enhancements result in a noteworthy expansion of the FOR. This highlights a compelling case for considering PtH2 implementation in the ongoing transition towards more sustainable and efficient power systems. Such a decision holds substantial implications for strategic planning and decision-making within the energy sector, ultimately fostering a more robust and sustainable future for power generation and management.

Language

spa

Keywords

Citation

Corredor Liberato, G. y Osorio Sánchez, J. S. (2023). Impacto de las Tecnologías Power to X en la Operación de Sistemas Eléctricos con Alta Penetración de Fuentes de Energía Renovable. [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional

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