Análisis y selección de sistemas híbridos renovables para suministrar energía eléctrica en Lodja (República Democrática del Congo) mediante el Proceso Analítico Jerárquico (AHP)

Abstract

[ES] El problema que se planteó al inicio de este trabajo fue la falta de suministro de energía eléctrica de un pueblo llamado Lodja. Se deseaba abastecer esta zona de la República Democrática del Congo para que las condiciones de vida de sus habitantes fueran mejor. El objetivo es dotarlo de un sistema energético que les proporcionara la electricidad suficiente, evitando los cortes de electricidad, que fuera una solución económica y que se pueda utilizarla durante un largo plazo de tiempo. Se comenzó con la utilización del Software HOMER, dicho Software nos generó diferentes soluciones al problema, algunas de ellas proporcionaban el abastecimiento total de la demanda otras no, algunas de ellas eran totalmente renovables, y otras no. Se vieron que las alternativas de las que disponíamos ofrecían diferentes ventajas e inconvenientes. Finalmente, esas alternativas se redujeron a cuatro, ya que uno de nuestros objetivos era que dispusieran de un abastecimiento del 100%. A la hora de escoger entre estas cuatro alternativas, se concluyó en que se debería hacer un análisis en profundidad para realizar una buena toma de decisión. Por ello, se recurrió al Software “SuperDecisions” el cual se basa en el método AHP para la toma de decisiones. Una de las ventajas que presenta este sistema es que tiene en cuenta diferente características tanto tangibles como intangibles. Se seleccionaron tres criterios a evaluar: económico, técnico y medio ambiental. Con un grupo de expertos de la materia, se le dieron pesos a estos criterios, viendo que la característica más importante es la económica, a continuación la medio ambiental y por último la técnica. Cada comité de expertos, generó unos sub-criterios y ponderó cada uno de ellos, para finalmente, poder evaluar cada una de las alternativas en relación con todos los sub-criterios. Como conclusión del estudio, se seleccionó la alternativa 3, la cual se caracterizaba por una disponibilidad de la electricidad del 100% y un sistema totalmente renovable formado por una central hidroeléctrica de 575kW, una instalación fotovoltaica de 368 kW, un convertidor de 500kW y 2.470kWh en baterías. Uno de los puntos mas positivos de esta alternativa es que al ser totalmente renovable, su fuente de energía es natural y no dependen del exterior ni de proveedores para la obtención de energía, como podría pasar con la instalación de un grupo electrógeno. Uno de los inconvenientes, es que, al depender de las fuentes de la naturaleza, en algún momento de sequía o días sin sol no puedan obtener energía. A pesar de eso, al ser un sistema híbrido, se dispone de diferentes recursos para la obtención de la electricidad. Podemos observar, como con la ayuda del Software HOMER y con el análisis multicriterio AHP se ha llegado a una solución prometedora para el abastecimiento eléctrico de Lodja

[CA] El problema que es va plantejar a l'inici d'este treball va ser la falta de subministrament d'energia elèctrica d'un poble cridat Lodja. Es desitjava abastir esta zona de la República Democràtica del Congo perquè les condicions de vida dels seus habitants foren millor. L'objectiu és dotar-lo d'un sistema energètic que els proporcionara l'electricitat suficient, evitant els talls d'electricitat, que fóra una solució econòmica i que es puga utilitzar-la durant un llarg termini de temps. Es va començar amb la utilització del Programari HOMER, el dit Programari ens genere diferents solucions al problema, algunes d'elles proporcionaven l'abastiment total de la demanda altres no, algunes d'elles eren totalment renovables, i altres no. Es van veure que les alternatives de què disposàvem cada una d'elles tenien diferents avantatges i inconvenients. Finalment, eixes alternatives es van reduir a quatre, ja que un dels nostres objectius era que disposaren d'un abastiment del 100%. A l'hora de triar entre estes quatre alternatives, es concloc en que s'hauria de fer una anàlisi en profunditat per a realitzar una bona presa de decisió. "Per això, es va recórrer al Programari Super Decisions el qual es basa en el mètode AHP per a la presa de decisions. Uns dels avantatges que presenta este sistema és que té en compte diferent característiques tant tangibles com intangibles. Es van seleccionar tres criteris a avaluar: econòmic, tècnic i mig ambiental. Amb un grup d'experts de la matèria, se li van donar pesos a estos criteris, veient que la característica mes important és l'econòmica, a continuació la mig ambiental i per ultime la tècnica. Cada comité d'experts, genere uns subcriteris i pondere cada un d'ells, per a finalment, poder avaluar cada una de les alternatives en relació amb tots els sub-criteris. Com a conclusió de l'estudi, es va seleccionar l'alternativa 3, la qual es caracteritzava per una disponibilitat de l'electricitat del 100% i un sistema totalment renovable format per una central hidroelèctrica de 575kW, una instal·lació fotovoltaica de 368 kW, un convertits de 500kW i 2.470kWh en bateries. Un dels punts mes positius d'esta alternativa és que al ser totalment renovable, la seua font d'energia és natural i no depenen de l'exterior ni de proveïdors per a l'obtenció d'energia, com podria passar amb la instal·lació d'un grup electrogen. Un dels inconvenients, és que al dependre de les fonts de la naturalesa, en algun moment de sequera o dies sense sol no puguen obtindre energia. A pesar d'això, al ser un sistema híbrid, es disposa de diferents recursos per a l'obtenció de l'electricitat. Podem observar, com amb l'ajuda del Programari HOMER i amb l'anàlisi multicriterio AHP s'ha arribat a una solució encertada per a l'abastiment elèctric de Lodja.

[EN] The problem that arose at the beginning of this work was the lack of electricity supply from a town called Lodja. It was desired to supply this area of the Democratic Republic of the Congo so that the living conditions of its inhabitants would be better. And for this, provide it with an energy system that will provide them with enough electricity, avoiding power cuts, that would be an economical solution and that can be used for a long period of time. It began with the use of HOMER Software, said Software generated different solutions to the problem, some of them provided the total supply of the demand, others did not, some of them were totally renewable, and others were not. We saw that the alternatives available to each of them had different advantages and disadvantages. Finally, those alternatives were reduced to four, since one of our objectives was that they had a 100% supply. When choosing between these four alternatives, I concluded that an in-depth analysis should be done to make a good decision. Therefore, the Software Super Decisions was used, which is based on the AHP method for decision making. One of the advantages of this system is that it takes into account different characteristics, both tangible and intangible. Three criteria to be evaluated were selected: economic, technical and environmental. With a group of experts in the field, we gave weight to these criteria, seeing that the most important feature is the economic, then the environment and finally the technique. Each committee of experts, generated some sub-criteria and we weigh each of them, to finally, be able to evaluate each one of the alternatives in relation to all the sub-criteria. As a conclusion of the study, alternative 3 was selected, which was characterized by 100% electricity availability and a totally renewable system consisting of a 575kW hydroelectric plant, a 368kW photovoltaic installation, a 500kW and 2,470 converters. kWh in batteries. One of the most positive points of this alternative is that since it is totally renewable, its source of energy is natural and does not depend on the exterior or suppliers to obtain energy, as could happen with the installation of a generator. One of the drawbacks is that depending on the sources of nature, at some time of drought or days without sun can not get energy. Despite this, since it is a hybrid system, different resources are available to obtain electricity. We can observe, as with the help of the HOMER Software and with the AHP multicriteria analysis, an appropriate solution has been reached for the Lodja power supply