Evaluación del impacto de microclimas en un sistema de distribución de energía con masificación de sistemas fotovoltaicos interconectados a la red: Caso de estudio en la ciudad de Bogotá

Ticora Ramirez, Lina Paola

Evaluación del impacto de microclimas en un sistema de distribución de energía con masificación de sistemas fotovoltaicos interconectados a la red: Caso de estudio en la ciudad de Bogotá

dc.contributor.advisor	Paternina Duran, Jose Luis
dc.contributor.author	Ticora Ramirez, Lina Paola
dc.contributor.corporatename	Universidad Santo Tomás	spa
dc.contributor.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001652171
dc.contributor.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001745090
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0000-0001-8138-9588
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0000-0001-9385-5152
dc.date.accessioned	2023-06-26T15:39:19Z
dc.date.available	2023-06-26T15:39:19Z
dc.date.issued	2023-06-10
dc.description	En este trabajo se evalúa el impacto que producen los diferentes tipos de microclimas en un sistema de distribución de energía típico bogotano, con masificación de sistemas fotovoltaicos interconectados a la red (SFIR). La integración de SFIR contemplando pronósticos basados en históricos con variabilidad debido a los microclimas, surge de la necesidad de identificar los posibles efectos negativos en un sistema de distribución, debido a su bajo costo de inversión y viabilidad técnico-financiera en urbes con buena calidad de energía como la ciudad de Bogotá. Teniendo en cuenta esto, se utiliza una metodología de caso de estudio compuesto por cuatro escenarios de simulación, para analizar el impacto de los microclimas en el perfil de tensión, pérdidas, y cargabilidad de transformadores y líneas. El caso de estudio se estructura en tres fases. En la primera se realiza un análisis de las variaciones climáticas mediante el nivel de dispersión de las medidas proporcionadas por distintas estaciones meteorológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). En la segunda fase se modela la red de distribución de la Universidad Nacional (sede Bogotá) con alta penetración de SFIR en el software DIgSILENT. Esta fase se complementa con variaciones de carga y características microclimáticas identificadas en la primera fase. En la última fase de realiza un análisis del im- pacto de los diferentes microclimas caracterizados. Finalmente, se determina que no existe un impacto significativo de microclimas en SFIR de distribución puesto que se obtiene un cambio de aproximadamente del 1,7 % entre las estaciones meteorológicas de la Universidad Nacional y el IDEAM.	spa
dc.description.abstract	This paper evaluates the impact produced by the different types of microclimates in a typical Bogotá energy distribution system, with massification of photovoltaic systems interconnected to the grid (SFIR). The integration of SFIR contemplating forecasts based on historical data with variability due to microclimates arises from the need to identify the possible negative effects on a distribution system, due to its low investment cost and technical-financial viability in cities with good quality of service. energy like the city of Bogotá. Taking this into account, a case study methodology composed of four simulation scenarios is used to analyze the impact of microclimates on the voltage profile, losses, and chargeability of transformers and lines. The case study is structured in three phases. In the first, an analysis of climatic variations is carried out through the level of dispersion of the measurements provided by different meteorological stations of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM). In the second phase, the distribution network of the National University (Bogotá campus) is modeled with high SFIR penetration in the DIgSILENT software. This phase is complemented by load variations and microclimatic characteristics identified in the first phase. In the last phase, an analysis of the impact of the different characterized microclimates is carried out. Finally, it is determined that there is no significant impact of microclimates on the distribution SFIR since a change of approximately $1.7\%$ is obtained between the weather stations of the National University and IDEAM.	spa
dc.description.degreelevel	Pregrado	spa
dc.description.degreename	Ingeniero Electronico	spa
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.citation	Ticora Ramirez, L. P. (2022). Evaluación del impacto de microclimas en un sistema de distribución de energía con masificación de sistemas fotovoltaicos interconectados a la red: Caso de estudio en la ciudad de Bogotá [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.	spa
dc.identifier.instname	instname:Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.usta.edu.co	spa
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11634/50841
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Santo Tomás	spa
dc.publisher.branch	CRAI-USTA Bogotá	spa
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería Electrónica	spa
dc.publisher.program	Pregrado Ingeniería Electrónica	spa
dc.relation.references	[1] Juan Ellis. La implementación exige liderazgo y visión. 2016. URL: https ://publications.iadb.org/publications/spanish/document/La- ruta- hacia- las- smart- cities- Migrando- de- una- gesti%C3% B3n-tradicional-a-la-ciudad-inteligente.pdf (visitado 24-08-2021).	spa
dc.relation.references	[2] Banco Interamericano de Desarrollo -BID-. «Repensemos nuestro futuro energético Un documento de discusión sobre energía renovable para el Foro Regional 3GFLAC». En: Banco Interamericano de Desarrollo IDB-DP-292 (2013), pág. 36. URL: https : //publications.iadb.org/publications/spanish/document/Repensemo-nuestro-futuro-energ%C3%A9tico-Un-documento-de-discusi %C3 %B3n -sobre-energ%C3%ADa-renovable-para-el-Foro-Regional-3GFLAC.pdf.	spa
dc.relation.references	[3] UIT FG-SSC. «Grupo Temático sobre Ciudades Inteligentes y Sostenibles». En: Fg-Ssc (2015), págs. 1-5. URL: https://www.itu.int/es/ITU- T/ focusgroups/ssc/Pages/default.aspx.	spa
dc.relation.references	[4] Mauricio Bouskela and Casseb, Márcia and Bassi, Silvia and Luca, Cristina De and Facchina, Marcelo. «La ruta hacia las smart cities: Migrando de una gestión tradicional a plusvalías: el caso de la recuperación del frente costero del río la ciudad inteligente». En: Bid (2016), págs. 1-148. URL: https : / / publications.iadb.org/publications/spanish/document/La- ruta- hacia- las- smart- cities- Migrando- de- una- gesti%C3% B3n-tradicional-a-la-ciudad-inteligente.pdf.	spa
dc.relation.references	[5] Agustin. Energías renovables y Smart Cities. URL: https://www.certicalia. com/blog/energias-renovables-y-smart-cities (visitado 24-08-2021).	spa
dc.relation.references	[6] Secretaría de Energía. «Prospectiva de Energías Renovables 2 0 1 6-2 0 3 0». En: ().	spa
dc.relation.references	[7] Carlos Robles y Omar Rodríguez. «Un panorama de las energías renovables en el Mundo, Latinoamerica y Colombia». En: Revista Espacios 39.34 (2018), pág. 10. URL: https : / / www . revistaespacios . com / a18v39n34 / a18v39n34p10.pdf.	spa
dc.relation.references	[8] BID (Banco Interamericano de Desarrollo) et al. Contribución de las Energías Renovables Variables a la Seguridad Energética en América Latina. 2017, pág. 86. URL: https://publications.iadb.org/publications/spanish/ document/Contribuci%C3%B3n-de-las-energ%C3%ADas-renovables- variables - a - la - seguridad - energ % C3 % A9tica - en - Am % C3 %A9rica-Latina.pdf.	spa
dc.relation.references	[9] Energía Solar. Energía Solar. URL: https : / / ca . solar - energia . net/(visitado 24-08-2021).	spa
dc.relation.references	[10] Humberto Murcia. «Desarrollo de la energía solar en Colombia y sus perspec- tivas». En: Revista de Ingenieria 28 (2008). URL: http://www.scielo.org. co/pdf/ring/n28/n28a12.pdf.	spa
dc.relation.references	[11] Anna Laura Pisello et al. «Microclimate Mitigation for Reducing Summer Overheating in Historic District». En: ISES (2016). DOI: 10.18086/eurosun. 2016.01.16. URL: http://proceedings.ises.org.	spa
dc.relation.references	[12] Joshua Ryan New et al. «Creating a Virtual Utility District: Assessing Quality and Building Energy Impacts of Microclimate Simulations (Conference) \| OS- TI.GOV». En: United States, 2018. URL: https://www.osti.gov/biblio/ 1461062.	spa
dc.relation.references	[13] Naciones Unidas. «2014 revision of the World Urbanization Prospects». En: (2014). URL: https://www.un.org/en/development/desa/publications/ 2014-revision-world-urbanization-prospects.html.	spa
dc.relation.references	[14] Semana. «El 74 % de la población colombiana habita en zonas urbanas». En: Semana (2012). URL: https://www.semana.com/economia/articulo/ el-74-poblacion-colombiana-habita-zonas-urbanas/147272/.	spa
dc.relation.references	[15] Martín Parry et al. «CAMBIO CLIMÁTICO 2007 IMPACTO, ADAPTACIÓN Y VULNERABILIDAD Resumen para Responsables de Políticas y Resumen Técnico». En: PNUMA (2007).	spa
dc.relation.references	[16] Caroline Ash et al. «Reimagining cities». En: Science 319.5864 (feb. de 2008), pág. 739. DOI: 10.1126/SCIENCE.319.5864.739. URL: https://www. science.org/doi/10.1126/science.319.5864.739Permissionshttps: //www.science.org/help/reprints-and-permissions.	spa
dc.relation.references	[17] SUE GRIMMOND. «Urbanization and global environmental change: local ef- fects of urban warming». En: Geographical Journal 173.1 (mar. de 2007), págs. 83-88. ISSN: 1475-4959. DOI: 10 . 1111 / J . 1475 - 4959 . 2007 . 232 _ 3 . X. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1475- 4959.2007.232% 7B % 5C _ %7D3 . x % 20https : //onlinelibrary. wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1475- 4959.2007.232%7B%5C_ %7D3.x%20https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10. 1111/j.1475-4959.2007.232%7B%5C_%7D3.x.	spa
dc.relation.references	[18] Mehdi Shahrestani et al. «A field study of urban microclimates in London». En: Renewable Energy 73 (ene. de 2015), págs. 3-9. ISSN: 0960-1481. DOI: 10. 1016/J.RENENE.2014.05.061.	spa
dc.relation.references	[19] Runming Yao et al. «An integrated study of urban microclimates in Chong- qing, China: Historical weather data, transverse measurement and numerical simulation». En: Sustainable Cities and Society 14.1 (feb. de 2015), págs. 187-199. ISSN: 2210-6707. DOI: 10.1016/J.SCS.2014.09.007.	spa
dc.relation.references	[20] Runming Yao, Qing Luo y Baizhan Li. «A simplified mathematical model for urban microclimate simulation». En: Building and Environment 46.1 (ene. de 2011), págs. 253-265. ISSN: 0360-1323. DOI: 10.1016/J.BUILDENV.2010. 07.019.	spa
dc.relation.references	[21] Enkhtsetseg Munkhchuluun, Lasantha Meegahapola y Arash Vahidnia. «Long- term voltage stability with large-scale solar-photovoltaic (PV) generation». En: International Journal of Electrical Power & Energy Systems 117 (mayo de 2020), pág. 105663. ISSN: 0142-0615. DOI: 10 . 1016 / J . IJEPES . 2019 . 105663.	spa
dc.relation.references	[22] M. Hosseini Imani, Payam Niknejad y M. R. Barzegaran. «The impact of cus- tomers’ participation level and various incentive values on implementing emer- gency demand response program in microgrid operation». En: International Journal of Electrical Power & Energy Systems 96 (mar. de 2018), págs. 114-125. ISSN: 0142-0615. DOI: 10.1016/J.IJEPES.2017.09.038.	spa
dc.relation.references	[23] Mike Coddington et al. «Photovoltaic Systems Interconnected onto Secondary Network Distribution Systems-Success Stories». En: (2009). URL: http : / / www.osti.gov/bridge.	spa
dc.relation.references	[24] Chitaranjan Phurailatpam, Bharat Singh Rajpurohit y Lingfeng Wang. «Plan- ning and optimization of autonomous DC microgrids for rural and urban ap- plications in India». En: Renewable and Sustainable Energy Reviews 82 (feb. de 2018), págs. 194-204. ISSN: 1364-0321. DOI: 10.1016/J.RSER.2017.09. 022.	spa
dc.relation.references	[25] Ashutosh Barua et al. «Design of grid connected microgrid with solar photo- voltaic module». En: Materials Today: Proceedings (mayo de 2021). ISSN: 2214- 7853. DOI: 10.1016/J.MATPR.2021.05.228.	spa
dc.relation.references	[26] Romel Mejía Mieles y Oswaldo Montesino Torres. «Uso de paneles solares co- mo energía renovable para el abastecimiento de energía eléctrica». Tesis doct. Corazal: Universidad Nacional Abierta Y A Distancia UNAD, 2017, págs. 1-43.	spa
dc.relation.references	[27] LatinClima. El papel de la energía en el calentamiento global \| LatinClima. URL: https : / / latinclima . org / energia - verde - e - inclusiva / el -papel - de - la - energia - en - el - calentamiento - global (visitado30-08-2021).	spa
dc.relation.references	[28] UPME et al. «Invierta y Gane con Energía Guía práctica para la aplicación de los incentivos tributarios de la Ley 1715 de 2014». En: ().	spa
dc.relation.references	[29] J Hernandez, E Saenz y W. A. Vallejo. «Estudio del Recurso Solar en la Ciudad de Bogotá para el Diseño de Sistemas Fotovoltaicos Interconectados Residen- ciales». En: Revista Colombiana de Física 42.2 (2010). URL: http://fisica. udea . edu . co / rcf / ojs / index . php / rcf / article / download / 420221/82.	spa
dc.relation.references	[30] Thomas B. Williams. «Microclimatic Temperature Relationships over Diffe- rent Surfaces». En: http://dx.doi.org/10.1080/00221349108979321 90.6 (nov. de 2007), págs. 285-291. ISSN: 17526868. DOI: 10.1080/00221349108979321. URL:https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221349108979321.	spa
dc.relation.references	[31] Wei Yang, Yaolin Lin y Chun Qing Li. «Effects of Landscape Design on Ur- ban Microclimate and Thermal Comfort in Tropical Climate». En: Advances in Meteorology 2018 (2018). ISSN: 16879317. DOI: 10.1155/2018/2809649.	spa
dc.relation.references	[32] T. R. Oke. «Boundary Layer Climates». En: Boundary Layer Climates (sep. de 2002). DOI: 10.4324/9780203407219.	spa
dc.relation.references	[33] Ilaria Pigliautile, Samuele D’Eramo y Anna Laura Pisello. «Intra-urban mi- croclimate mapping for citizens’ wellbeing: Novel wearable sensing techni- ques and automatized data-processing». En: Journal of Cleaner Production 279 (ene. de 2021), pág. 123748. ISSN: 0959-6526. DOI: 10 . 1016 / J . JCLEPRO . 2020.123748.	spa
dc.relation.references	[34] Zahra Jalali et al. «What we know and do not know about New Zealand’s urban microclimate: A critical review». En: Energy and Buildings 274 (nov. de 2022), pág. 112430. ISSN: 0378-7788. DOI: 10 . 1016 / J . ENBUILD . 2022 . 112430.	spa
dc.relation.references	[35] X Li et al. «Urban heat island impacts on building energy consumption: A review of approaches and findings». En: Elsevier (). URL: https : / / www . sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544219303895.	spa
dc.relation.references	[36] Ali Katal et al. «Urban building energy and microclimate modeling – From 3D city generation to dynamic simulations». En: Energy 251 (jul. de 2022), pág. 123817. ISSN: 0360-5442. DOI: 10.1016/J.ENERGY.2022.123817.	spa
dc.relation.references	[37] Mario Baselga Carreras. Clasificación de las instalaciones solares fotovoltaicas y sus componentes (ISF). URL: https://books.google.com.co/books?id= lpmeDwAAQBAJ % 7B % 5C & %7Dprintsec = frontcover % 7B % 5C & %7Ddq = efecto+fotovoltaico%7B%5C&%7Dhl=es%7B%5C&%7Dsa=X%7B%5C& %7Dredir%7B%5C_%7Desc=y%7B%5C#%7Dv=onepage%7B%5C&%7Dq= efecto%20fotovoltaico%7B%5C&%7Df=false (visitado 21-09-2022).	spa
dc.relation.references	[38] Teón Argelia. «Implementación de un Sistema Fotovoltaico interconectado a la red de las aulas ligeras en la UTT.» En: (2013).	spa
dc.relation.references	[39] Andrés Felipe Serna-Ruiz, Edward Johan Marín-García y Sandra Liliana Alzate- Plaza. «Herramienta para el dimensionamiento de sistemas fotovoltáicos ais- lados». En: Lámpsakos 1.16 (dic. de 2016), pág. 61. DOI: 10.21501/21454086. 1936.	spa
dc.relation.references	[40] Leocadio Hontoria y Jorge Aguilera Tejero. «Dimensionado de sistemas foto- voltaicos autónomos». En: Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la ener- gía solar fotovoltaica, Vol. 2, 2004, ISBN 84-7834-464-0, pág. 15 2 (2004), pág. 15. URL: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo= 1103105	spa
dc.relation.references	[41] Daniel Gómez Hernández. «Sistema de monitoreo remoto para sistemas foto- voltaicos interconectados a la red eléctrica de CFE». En: (ago. de 2018). ISSN: 2018010. URL: http : / / repositorio . digital . tuxtla . tecnm . mx /xmlui/handle/123456789/2479.	spa
dc.relation.references	[42] Universidad DE Tecnológica Pereira Sebastián Sánchez Guevara Julián Franco Gil y Codirector DE Andres Felipe Gomez Gomez Universidad Tecnológica Pereira Facultad De Tecnologías. Diseño e implementación de un sistema fotovoltaico interconectado a red con soporte de almacenamiento en la Universidad Tecnológica de Pereira. 2016. URL: https://hdl.handle.net/11059/7010.	spa
dc.relation.references	[43] Mais Alzgool, Omran Nasan y Laith Khatabi. «Design, Performance and Economic Analysis of Solar PV System: A Case study size 148.8 kWp for Al-Tafila Center for Care and Rehabilitation (Jordan)». En: undefined (abr. de 2021). DOI: 10.1109/IREC51415.2021.9427839.	spa
dc.relation.references	[44] Endesa. ¿Qué es la red de distribución y qué elementos la componen? fundacionen-desa.org. URL: https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/red-de-distribucion (visitado 22-09-2022).	spa
dc.relation.references	[45] Diego Gonzales, Gustavo Russi y Edwin Trujillo. «Evaluación del impacto de la generación distribuida mediante índices normalizados con base en la normatividad colombiana y estándares IEEE». En: SciELO 20 (dic. de 2015). URL: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci%7B% 5C_%7Darttext%7B%5C&%7Dpid=S0121-750X2015000200009.	spa
dc.relation.references	[46] Robert K Yin. INVESTIGACION SOBRE ESTUDIO DE CASOS. Vol. 5. Lon- dres: International Educational y Professional Publisher. URL: https : / / panel.inkuba.com/sites/2/archivos/YIN%20ROBERT%20.pdf.	spa
dc.relation.references	[47] Edgar Castro Monge. «El estudio de casos como metodología de investiga- ción y su importancia en la dirección y administración de empresas - Dial- net». En: Revista Nacional de Administración (2010). URL: https://dialnet. unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3693387.	spa
dc.relation.references	[48] Burton Verne Barnes y Stephen Hopkins. Spurr. «Forest ecology». En: (1998), pág. 774. URL: https://www.wiley.com/en- us/Forest+Ecology% 7B%5C%%7D2C+4th+Edition-p-9780471308225.	spa
dc.relation.references	[49] Helena López-Moreno et al. «On the identification of Homogeneous Urban Zones for the residential buildings’ energy evaluation». En: Building and Environment 207 (ene. de 2022), pág. 108451. ISSN: 0360-1323. DOI: 10.1016/J. BUILDENV.2021.108451.	spa
dc.relation.references	[50] Yenniffer Dufay Benitez Ramirez. «Metodología de diseño conceptual de la automatización de red de distribución de energía que permita la integración de recursos energéticos distribuidos (DER) e implementación de estrategias de gestión de demanda (DSM).» En: (2017). URL: https://repositorio. unal.edu.co/handle/unal/60950.	spa
dc.relation.references	[51] Miguel Angel Sánchez. Energía Solar Fotovoltaica. Primera. México: IC Edito- rial, 2013, pág. 314. ISBN: 978-84-8364-022-7. URL: https://www.iceditorial. com / energia - y - agua / 2443 - energia - solar - fotovoltaica -9788483640227.html.	spa
dc.rights	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2	spa
dc.rights.local	Abierto (Texto Completo)	spa
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.lemb	Ingenieria Electrónica	spa
dc.subject.lemb	Microclima	spa
dc.subject.lemb	Hidrología	spa
dc.subject.lemb	Meteorología	spa
dc.title	Evaluación del impacto de microclimas en un sistema de distribución de energía con masificación de sistemas fotovoltaicos interconectados a la red: Caso de estudio en la ciudad de Bogotá	spa
dc.type	bachelor thesis
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.drive	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.local	Tesis de pregrado	spa
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/acceptedVersion