Diseño de una estrategia de suministro eléctrico basado en la cooperación entre instalaciones fotovoltaicas para aumentar la fiabilidad a través de la simulación de Montecarlo

Abstract

[ES] A pesar de la extensa red eléctrica existente, persisten zonas que quedan aisladas del suministro, especialmente en el medio rural, y dependen de sus propios medios para generar la electricidad que consumen. Esta electricidad es producida a partir de fuentes de energía convencionales como el carbón o el petróleo y de no convencionales como la solar o la eólica. Estas últimas, sobre todo la solar, a partir de la derogación del impuesto al sol, han visto un gran aumento de MW instalados. Las energías renovables, especialmente, la energía solar y eólica, aunque tiene muchas ventajas, como son el ahorro de coste en la producción de energía o la no contribución al cambio climático a diferencia de otras, también tienen desventajas. Un ejemplo de estas desventajas es que en la energía solar la disponibilidad del sol y el rendimiento de la instalación son parámetros variables y difícilmente controlables. Este trabajo se centra en el estudio de la fiabilidad en sistemas aislados de suministro de energía debidos a una generación insuficiente. En comunidades aisladas o zonas rurales, es frecuente encontrar grupos de viviendas en las que pueden instalarse micro fuentes renovables, como sistemas fotovoltaicos (FV). En esta situación, la generación y almacenamiento de varias viviendas puede considerarse como un sistema interconectado que forma una microrred cooperativa (CoMG). En este trabajo se analizan los beneficios que, desde el punto de vista de la fiabilidad, puede aportar el hecho de compartir dos instalaciones autónomas. El método consiste en la aplicación de una simulación aleatoria secuencial de MonteCarlo (SMC) a la CoMG para evaluar el impacto de una estrategia cooperativa simple sobre la fiabilidad del conjunto. El estudio considera fallos aleatorios en los sistemas de generación. Los resultados muestran que la fiabilidad del sistema aumenta cuando se permite la cooperación. Además, en la fase de diseño, esto permite soluciones más rentables que el dimensionamiento único con un nivel de fiabilidad similar.

[EN] Despite the existing extensive electricity network, there are still areas that remain isolated from supply, especially in rural areas, and depend on their own means to generate the electricity they consume. This electricity is produced from conventional energy sources such as coal or petrol, and non-conventional sources such as solar or wind. The latter, especially solar, have seen a large increase in installed MW since the repeal of the sun tax. Renewable energies, especially. solar and wind energy, although they have many advantages, such as cost savings in energy production or the fact that they do not contribute to climate change, unlike other energy sources, they also have disadvantages. One example of these disadvantages is that in solar energy, the availability of the sun and the performance of the installation are variable parameters that are difficult to control. This work focuses on the study of reliability in isolated power supply systems due to insufficient generation. In isolated communities or rural areas, it is common to find groups of houses with micro renewable sources, such as photovoltaic (PV) systems. In this situation, the generation and storage of several households can be considered as an interconnected system forming a cooperative microgrid (CoMG). In this bachelor¿s thesis, the reliability benefits of sharing two autonomous installations are analysed. The method consists of applying a sequential random MonteCarlo (SMC) simulation to the CoMG to evaluate the impact of a simple cooperative strategy on the reliability of the array. The study considers random failures in the generation systems. The results shows that the system reliability increases when cooperation is allowed. Furthermore, in the design phase, this allows for more cost-effective solutions than single sizing with a similar level of reliability.