Sistema Hibrido Foltovoltaico-Eolico para la Generación de Energía Eléctrica

Introducción

El uso de energías fotovoltaica y eólica ha crecido de manera importante dados los beneficios directos, económicos y ambientales que traen consigo. Una parte importante en estos sistemas de energías renovables son los inversores multinivel. Un inversor multinivel es todo aquel dispositivo que cambia el voltaje de corriente directa (CD) a alterna (CA) de forma escalonada. El puente H es una opción atractiva por sus diversas ventajas, respecto a las otras topologías. En el presente trabajo se muestra un prototipo de inversor CD/CA de baja potencia en puente H que funciona simultáneamente con energía fotovoltaica y eólica.

Objetivo

El objetivo de este proyecto es presentar un modelo de inversor híbrido que pueda tener aplicaciones didácticas y que pueda ser implementado en un laboratorio a bajo costo y también el estudio de una instalación mixta, por medio de módulos fotovoltaicos y aerogeneradores, de un municipio situado en las montañas de San Juan Cancuc uno de los municipios de Chiapas que viven en una situación de pobreza. Esta zona no todos poseen de red eléctrica y por lo tanto la instalación será aislada. Se estudiará una instalación mixta para cubrir las necesidades de todo el año, teniendo una especial consideración en el consumo energético de manera que la instalación permita el suministro energético pleno sin sobredimensionarla.El proyecto consta de tres partes fundamentales, las cuales son: Determinación de la energía necesaria del municipio, dimensionamiento de la instalación fotovoltaica y el estudio eólico.Para el cálculo de la energía necesaria y el dimensionamiento de la instalación fotovoltaica se creará una herramienta de cálculo en Excel que permite calcular el número y coste de paneles solares, inversores, baterías y reguladores de carga que necesita una instalación aislada de red. Para esto bastará con insertar los datos de la zona donde se va a llevar a cabo la instalación y los modelos elegidos de los componentes de la instalación que nosotros seleccionaremos de las opciones existentes en el mercado. La herramienta dispondrá de tres modelos para el cálculo de la energía necesaria según las características de la instalación a diseñar. Estos modelos permitirán calcular el dimensionamiento con uno de los habitantes que tiene electricidad y se hará el estudio para fines de semana con ocupación completa, días de diario con ocupación parcial y días de diario con ocupación parcial más fines de semana con ocupación completa de manera que se pueda elegir el que más se ajuste a las necesidades del proyecto a realizar.Se hará un estudio eólico para determinar si es posible complementar la instalación fotovoltaica con aerogeneradores de manera que se pueda reducir el número de paneles solares necesarios.

Desarrollo

El sistema energético actual basado en el uso de combustibles no es sostenible indefinidamente ya que las reservas son finitas y los efectos medioambientales del cambio climático se hacen cada vez más evidentes. Es por ese motivo, por lo que se están desarrollando fuertemente los sistemas de producción de energía abastecidos por fuentes renovables. Entre estas energías renovables cabe destacar la energía solar y eólica.Una forma de aprovechamiento de la energía contenida en la radiación, es el efecto fotovoltaico, mediante el cual se produce la energía eléctrica a partir de la energía contenida en los fotones de la radiación solar.Otra forma de aprovechamiento es la energía obtenida del viento, energía eólica. La energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

Diagnostico

El proyecto se llevara a cabo con los recursos de una fundación que se abrirá para la beneficencia de los habitantes de alta pobreza de Chiapas y más la cooperación del gobierno.

Los problemas más relevantes que tenemos en esta comunidad es la escases de recursos tanto económico, como material y la dificultad para transportar el equipo para el proyecto , por tal motivo se ha pedido ayuda a las fundaciones y al gobierno para la inversión de tal proyecto para la ayuda a las personas que habitan en el municipio. Por tal motivo la población del municipio a estado disminuyendo por la alta pobreza que encuentra ahí, ya que su principal fuente de economía es la agricultura, mientras que un porcentaje menor de su población se dedica a actividades del sector secundario y terciario.

Conclusiones

La instalación fotovoltaica se ha realizado de manera que los paneles solares cubren la demanda en los meses menos favorables, Diciembre, Noviembre y Enero (la baja radiación solar en estos exige un mayor número de paneles solares) y las baterías son capaces de soportar los meses de mayor gasto energético, Agosto y Julio (meses de mayor ocupación y por tanto de mayor gasto energético). Con esto en consideración hemos elegido los paneles solares PV 185 de TAB, de los cuales serán necesarios 12; el regulador Solarix 2401 de Steca, capaz de soportar hasta 40A de corriente; las baterías 20OPzS 2500 de TAB que tienen una capacidad de 3750Ah y 2V de tensión haciendo necesario conectar 12 en serie; y el regulador C24/5000 de Phoenix que permite el uso de 5000W de potencia.Respecto al estudio eólico se ha llegado a la conclusión de que, a pesar de que en teoría podría ser una fuente complementaria a la solar que nos permitiera reducir el número de paneles solares necesarios en invierno, la velocidad del viento en la zona es insuficiente para la producción energética a pequeña escala.

Unidad 1. Impacto de las actividades humanas sobre el medio ambiente

El proyecto es altamente ecológico, en el lugar donde se llevara a cabo no afecta al ecosistema de donde se encuentre, ya que su ecosistema es el bosque templado y los recursos naturales es lo que más abundan.Principalmente al recurso del aire nos ofrecerá la energía eólica, principalmente la zona es donde hay más ráfagas de aire por la altura en que se encuentra y el agua se usara para un sistema de limpieza para los paneles solares, y el agua usada será reciclada para el riego de los campos de agricultura. Por consiguiente habrá impactos en la flora, fauna, sociales y culturales, en la fauna y en la flora porque se removerán dos hectárea de bosque donde se instalaran los paneles solares y las hélices y en lo social y cultural será porque varios de los que habitaban en el municipio volverán a las viviendas y habrá otras personas migren al municipio.

Unidad 2. Valores y ética ambiental.

Los valores de este proyecto son aplicados esencialmente a la ecología, ya que ningún recurso será destruido excepto por la tala de árboles que se hará para la instalación del proyecto.Principalmente con los valores que estaremos aplicando serán : sinceridad, solidaridad, ecofilia, respeto , subsidiaridad, gratitud, lealtad, perseverancia, orden, responsabilidad, paciencia , generosidad, administración y estudiosidad. Estos valores son los principios aplicados en la elaboración y en el resultado del proyecto profesional. Los valores se centraran a la práctica del medio ambiente donde no se perjudicara lo menos posible para no provocar efectos colaterales.

Unidad 3. Desarrollo sustentable y evolución de la legislación ambiental Principalmente la población se respalda con la protección de las reservas naturales y de otras áreas protegidas, para crear el trabajo se tuvo que pedir un permiso para las 2 hectáreas, porque el municipio protege estrictamente la reserva natural que se tiene, donde también nos dimos la tarea de ser un estudio de los indicadores de sustentabilidad que se tiene en el lugar, hay falta de empleos, atención médica, educación, condición de vida y un índice de pobreza alta.Indicadores ambientales tienen de buena calidad de aire, tierra y bosque.

Unidad 4. Calidad de vida y desarrollo sustentable La calidad de vida que tiene el proyecto en el ambiente donde se instalo es buena mas bien por los recursos que se tienen y que utiliza fácilmente se obtiene en esa zona donde se beneficiara a las personas de esa comunidad donde esa gente es pobre y tienen una calidad de vida totalmente de falta de recursos económicos, no todos los niños de esa

zona tiene privilegio de ir a la escuela, o de que tengan un buen empleo. Las condiciones de empleo son de agricultura pero eso si son de familias unidas, gracias al proyecto podrán tener luz, tener educación, empleos que se adquirirán por el proyecto, etc.

Tecnológico de estudios superiores de Coacalco

Sistema Hibrido Foltovoltaico-Eolico para la Generación de Energía Eléctrica

Nombre del alumno(a): Diana Cruz Ruiz

Grupo: 5322

Materia: Desarrollo Sustentable

Nombre del profesor: Ing. José Humberto Vargas Alcalá

Fecha de entrega: 7 de Enero de 2015