Diseño de una comunidad de energía de más de 500 personas para explotar una mini red eléctrica híbrida aislada de energías renovables de 70 kWp en Honduras

Abstract

[ES] El objetivo de este proyecto es establecer un modelo óptimo de explotación de la instalación eléctrica, tanto a corto como a medio y largo plazo, garantizando, no solo la maximización en la obtención de los recursos energéticos sino, también, la sostenibilidad de la planta de energía y la red de distribución en el tiempo. Se trata de una comunidad de 576 personas en 87 viviendas, en una zona rural aislada de la red eléctrica en El Santuario, Honduras. Se ha proyectado una micro-red eléctrica de generación con energías renovables y de distribución de electricidad. Se compone de un campo de paneles fotovoltaicos de 40 kWp, acumuladores por 200 kWh, un gasificador de biomasa de 30kWp, sistemas de monitorización para el correcto funcionamiento de la red, etc. Se espera generar en torno a 80.000 kWh al año. Se pretende que toda la población tenga acceso a la energía independientemente de los ingresos de los que dispongan. También tratar de preservar el punto óptimo de funcionamiento entre la vida útil de la instalación y la explotación de la misma. Además, se debe prever las posibles variaciones en el comportamiento de la población respecto al consumo para asegurar la inclusión del máximo número de variables en el estudio y así garantizar el cumplimiento de estos objetivos. Este TFG debe cubrir todo lo relacionado con el diseño y ejecución de una organización para la gestión y mantenimiento de esa instalación, y la energía que genere y distribuya, y la comercialización de la energía a la comunidad. Para ello se debe, entre otras actividades: i) Determinar las características socioeconómicas de sus habitantes y su consumo previsible de electricidad. Modelarlo matemáticamente. ii) Estudiar la problemática del mantenimiento y la gestión de las mini redes híbridas en zonas rurales aisladas de países en vías de desarrollo, en concreto la comunidad rural de El Santuario en Honduras; iii) Analizar los costes de mantenimiento, gestión y amortización de los elementos de la instalación con el fin de prever los futuros desembolsos económicos que deberán realizar los habitantes de la comunidad para que su funcionamiento perdure en el tiempo. iv) Definir cuál es la mejor manera, dados los diferentes recursos económicos de los individuos de la población y sus necesidades, de establecer la relación habitante-consumo-coste de dicha electricidad. v) Establecer diversos escenarios de consumo de electricidad individual y agregado. Para cada escenario, determinar la estructura de tarifas eléctricas horarias, el reparto de coste fijo y coste variable, el diseño del sistema de gestión de pagos en base a los datos del monitoreo de la red, monetarizar las formas de pago: moneda local, horas de trabajo, combustible para el gasificador, etc.

[EN] The objective of this project is to establish an optimal model of exploitation of the electrical installation, both in the short and medium and long term, guaranteeing, not only the maximization in obtaining energy resources but also the sustainability of the power plant. energy and the distribution network over time. It is a community of 576 people in 87 houses, in a rural area isolated from the electricity grid in El Santuario, Honduras. A generation micro-grid with renewable energy and electricity distribution has been planned. It consists of a field of 40 kWp photovoltaic panels, 200 kWh accumulators, a 30kWp biomass gasifier, monitoring systems for the correct operation of the network, etc. Electricity generation is expected to be around 80.000 kWh/year It is intended that the entire population has access to energy regardless of their income. Also try to preserve the optimum operating point between the useful life of the installation and its exploitation. In addition, possible variations in the behavior of the population with respect to consumption should be foreseen to ensure the inclusion of the maximum number of variables in the study and thus guarantee compliance with these objectives. This TFG must cover everything related to the design and execution of an organization for the management and maintenance of that facility, and the energy it generates and distributes, and the commercialization of energy to the community. For this you must, among other activities: i) Determine the socioeconomic characteristics of its inhabitants and their foreseeable consumption of electricity. Model it mathematically. ii) Study the problem of maintaining and managing mini hybrid networks in isolated rural areas of developing countries, specifically the rural community of El Santuario in Honduras; iii) Analyze the costs of maintenance, management and amortization of the elements of the installation in order to foresee the future financial outlays that the inhabitants of the community must make so that their operation lasts over time. iv) Define what is the best way, given the different economic resources of the individuals in the population and their needs, to establish the inhabitant-consumption-cost relationship of said electricity. v) Establish various scenarios for individual and aggregate electricity consumption. For each scenario, determine the structure of hourly electricity rates, the distribution of fixed and variable costs, the design of the payment management system based on data from the network monitoring, monetize the forms of payment: local currency, hours work, fuel for the gasifier, etc.

[CA] L’objectiu d’aquest projecte és establir un model òptim d’explotació de la instal·lació elèctrica, tant a curt com a mig i llarg termini, garantint, no només la maximització en l’obtenció dels recursos energètics sinó, també, la sostenibilitat de la planta d’energia i la xarxa de distribució en el temps. Es desitja que tota la població tinga accés a l’energia independentment dels ingressos dels que disposen. També tractar de preservar el punt òptim de funcionament entre la vida útil de la instal·lació i l’explotació de la mateixa. A més a més, hem de preveure les possibles variacions en el comportament de la població respecte al consum per a assegurar la inclusió del màxim nombre de variables en l’estudi i així garantir el compliment d’aquests objectius. Amb aquesta finalitat, s’analitzen tots els costos que poden derivar-se de la instal·lació i que la comunitat rural de El Santuario deurà fe front. S’estableix un mètode de pagament adequat per al subministrament elèctric donats aquests costos i les condicions econòmiques dels habitants de la comunitat tres haver estudiat i definit els consums individuals i agregats esperats per part del usuaris. Finalment, s’exposen les conclusions a les que s’ha arribat.