Diseño del control de almacenamiento de 400kWh de la minigrid de 160kW fotovoltaicos que suministra energía al St.Luke Catholic Hospital - Wolisso, Ethiopia, optimizado mediante un análisis multifactorial

Abstract

[ES] Se calcula que en todo el mundo más de 780 millones de personas no tienen acceso a la electricidad, lo que supone un 13 por ciento de la población mundial. La era de la energía moderna ofrece avances en las tecnologías y políticas energéticas que han permitido que las tecnologías renovables sean más asequibles. Además del hecho de que los recursos energéticos renovables pueden estar disponibles localmente, a coste cero, y de forma permanente y respetuosa con el medio ambiente. Debido a este respeto y a la creciente concienciación medioambiental en la sociedad, la adhesión a los recursos renovables como fuentes de energía también ha aumentado en los países en desarrollo.

Los sistemas energéticos distribuidos -micro-redes conectadas a la red y autónomas- están cobrando impulso en este mundo de energía moderna. Esto se debe en gran medida a su proximidad a las cargas, su penetración relativamente alta de energía renovable y su mínima complejidad. Las microrredes con alto contenido de energías renovables se adaptan bien a los países en desarrollo y a los países del África subsahariana en particular. Dado que estos países están formados principalmente por comunidades rurales distribuidas y en su mayoría remotas, cuyas necesidades energéticas son relativamente bajas.

En Etiopía, hospital Saint Luke de Wolisso, las caídas continuas de tensión son la causa de daños en los equipos, poniendo en peligro la vida de los pacientes, que cada año superan las 100.000 personas. Hasta ahora el problema se ha enfrentado mediante el uso de generadores diésel que, además de ineficientes, no son sostenibles para el hospital ni para el medio ambiente. Como solución, en 2018 se construyó una mini-grid compuesta por un sistema híbrido fotovoltaico y de baterías con una potencia de 160kW con 400kWh de almacenamiento.

El objetivo final del presente trabajo es el previo estudio de esta mini-grid instalada. Se hará un análisis multifactorial de los criterios y sub-criterios escogidos y la optimización del almacenamiento de las baterías en conexión a red. Además el sistema de control desarrollado contemplara la minimización del impacto de los posibles cortes de suministro de la red principal.

[EN] Worldwide, it is estimated that more than 780 million people do not have access to electricity, or 13 per cent of the world's population. The modern energy era offers advances in energy technologies and policies that have made renewable technologies more affordable. In addition to the fact that renewable energy resources can be made available locally, at zero cost, and on a permanent and environmentally friendly basis. Due to this respect and the growing environmental awareness in society, the uptake of renewable resources as energy sources has also increased in developing countries.

Distributed energy systems - grid-connected and stand-alone micro-grids - are gaining momentum in this modern energy world. This is largely due to their proximity to loads, their relatively high penetration of renewable energy and their minimal complexity. Microgrids with high renewable energy content are well suited to developing countries and sub-Saharan African countries in particular. As these countries are mainly made up of distributed and mostly remote rural communities, whose energy needs are relatively low.

In Ethiopia, at Saint Luke's Hospital in Wolisso, continuous power outages are the cause of damage to equipment, endangering the lives of patients, who number over 100,000 every year. Until now, the problem has been dealt with by using diesel generators, which are not only inefficient, but also unsustainable for the hospital and the environment. As a solution, a mini-grid consisting of a photovoltaic and battery hybrid system with an output of 160kW with 400kWh of storage was built in 2018.

The final objective of the present work is the previous study of this installed mini-grid. A multifactorial analysis of the chosen criteria and sub-criteria and the optimization of the battery storage in connection to the grid will be carried out. In addition, the control system developed will consider the minimization of the impact of possible power cuts from the main grid.