Diseño de un Sistema de Generación de Energía a partir de Renovables para Uga, Lanzarote, Islas Canarias

Abstract

[ES] El objetivo del presente proyecto es el diseño de un sistema de generación de energía a partir de renovables para la localidad de Uga, situada en el municipio de Yaiza, al sur de la isla de Lanzarote, perteneciente a las Islas Canarias en España. El sistema de generación estará conectado a la red de distribución, cumpliendo con los requisitos de sostenibilidad, eficiencia, bajas pérdidas, altos niveles de calidad y seguridad del suministro del sistema.

Para el diseño del sistema de generación se comienza con un estudio de la zona de implementación, en el que se tienen en cuenta variables meteorológicas, geográficas y culturales o de desarrollo para detectar los recursos energéticos con mayor viabilidad para su implementación en Uga, y el lugar de instalación del sistema de poligeneración. Es por ello que se estudiará la explotación de los recursos para la generación de energía solar fotovoltaica, energía eólica, biomasa y el análisis de la viabilidad, de un sistema aislado o de conexión a la red eléctrica actual.

A su vez, se realizará un análisis económico a partir del software Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources (HOMER) para determinar el tamaño adecuado de la instalación donde se integran todas las fuentes, y una validación del diseño a partir del software System Advisor Model (SAM).

El sistema de generación tendrá una potencia total instalada de 2.575 MW, de los cuales 1.5 MW corresponderán a la planta solar fotovoltaica, 1 MW a la instalación eólica y 75 kW a la planta de gasificación de biomasa, de acuerdo con el espacio disponible en los alrededores del lugar y a la energía necesaria para suministrar la demanda. A su vez, los excedentes generados se envían a la red eléctrica, y cuando el sistema no sea capaz de producir toda la energía requerida se comprará a la red eléctrica.

La población de Uga tiene una demanda anual de energía eléctrica de 6.72 GWh. La instalación fotovoltaica constará de 3,750 paneles y 2 inversores solares, produciendo 3.4 GWh al año. El sistema de generación de energía a partir del viento constará de dos aerogeneradores, con una producción de 3 GWh al año. Además, la planta de gasificación a partir de biomasa constituida por un generador de 75 kW generará 0.7 GWh al año. Es por ello que el total de energía producida al año será de 9.1 GWh, entregando 2.4 GWh a la red y comprando 2 GWh. Así, en cuanto a la generación de energía, el sistema fotovoltaico participará en un 38%, el sistema eólico contribuirá en un 33%, la planta de gasificación de biomasa participará en un 7%, la red contribuye en un 22% para suplir las necesidades de la demanda, y se vende el 26% de la energía generada.

[EN] The main objective of this project is the design of an energy generation system from renewable energies in Uga, located in Yaiza, at the south of Lanzarote, one of the eight islands of the Canary Islands in Spain. The power generation system will consist of a polygeneration, being able to supply the energy demanded by the charges, complying the requirements of sustainability, efficiency, low losses, high quality standards and a secure supply system.

In order to design the energy generation system, there will be a study in Uga taking into account different variables, such as: meteorologic, geographic and cultural or related to the development of the place to find those resources with higher viability for its implementation in Uga, along with the polygeneration system. Therefore, the exploitation of resources for the generation of photovoltaic solar energy, wind energy, biomass and the analysis of the viability of a storage system, an isolated system or the connection to the current electric grid will be studied.

Additionally, there will be an economic analysis via the Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources (HOMER) software to determine the appropriate size of the installation where all sources are integrated, and a validation of the system design using the System Advisor Model (SAM) software.

The generation system will have a total installed power of 2.575 MW, of which 1.5 MW will be from solar photovoltaic, 1 MW from wind turbines and 75 kW from the gasification power plant from biomass, according to the space available in the surroundings of the place and the energy needed to supply the demand. In turn, the excess energy generated is sent to the electric grid. Moreover, when the cost of electricity is lower than the one of the electric grid, it will be consumed from it.

The Uga population has an annual energy electric demand of 7.72 GWh. The photovoltaic system will consist of 3,750 panels and 2 solar inverters, producing 3.4 GWh per year. The wind installation will consist of two wind turbines, producing 3 GWh per year. In addition, the biomass gasification power plant consisting of a 75 kW power generator will produce 0.7 GWh per year. As a result, the total energy produced per year will be 9.1 GWh, sending 2.4 GWh to the grid and consuming 2 GWh from it. Thus, regarding the amount of electricity to generate, the photovoltaic system will contribute with 38% of the energy produced, the wind farm system will produce 33%, the biomass gasification power plant will generate 7% of the energy, the grid will contribute with 22% of the total energy to meet the demand, and 26% of the generated energy is sold.