ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGIA II CURSO TALLER DE SISTEMAS HIBRIDOS SAN MIGUEL REGLA HIDALGO

Introducción La gran mayoría de habitantes que carecen del servicio electrico viven en comunidades muy dispersas, en terrenos de difícil acceso, sin caminos, y ningún otro tipo de infraestructura, lo que dificulta la extensión de la línea eléctrica

Una alternativa para solucionar este problema, es la utilización de la tecnología de sistemas híbridos, que combina el uso de varias fuentes de energía no convencionales para la generación de electricidad.

Estado Actual Los sistemas híbridos que existen actualmente en el mundo, se basan en una arquitectura simple, y, si bien resuelven algunos problemas de suministro eléctrico para aplicaciones remotas, todavía presentan algunas deficiencias relacionadas principalmente al despacho de la energía, lo cual repercute en la confiabilidad de los sistemas y en costo de la energía producida

Expectativas Disponibilidad y servicio de calidad   Disponibilidad y servicio de calidad Económicamente viable para muchas localidades, Utilización de las fuentes renovables de energía disponibles y amigable con el ambiente

Realidad de los sistemas hibridos Principales obstáculos para la utilización de los sistemas hibridos Altas inversiones iniciales son requeridas debido al alto costo del equipo y de ingeniería; La optimización de la operación del sistema híbrido es complicada; Se requieren sistemas de control sofisticados; Se requiere de personal técnico capacitado para la operación del sistema

Investigacion Actualmente la investigación esta enfocada principalmente en la parte técnica, no obstante, hoy en día, los resultados obtenidos en la mayoría de los sistemas híbridos existentes alrededor del mundo no han sido comparados y generalizados.

Estado comercial Actualmente existe un número creciente de proveedores que ofrece cada vez más sistemas híbridos eólico-diesel. Sin embargo, la penetración en el mercado de los sistemas híbridos es indecisa por varias razones : No han alcanzado las metas deseadas en lo que al rendimiento de energía se refiere La confiabilidad del servicio La disminución del costo de la energía producida y al costo de vida útil del sistema.

Barreras importantes para la introducción al mercado Barreras tecnológicas Herramientas de diseño para sistemas híbridos: Se requiere software de diseño y simulación de sistemas híbridos que ofrezcan una interfaz al usuario clara y flexible para resolver problemas reales en poco tiempo. Normas y especificaciones para el diseño y construcción de sistemas híbridos: Durante los últimos años, se han realizado y se han estandarizado especificaciones para los sistemas fotovoltaicos. La mayoría de estas especificaciones pueden utilizarse también en los sistemas híbridos

Continuación Desarrollo de herramientas de evaluación para el diseño de estrategias de control: Esta parte es una parte calve en el funcionamiento optimo del sistema híbrido, lo que reditua en : La confiabilidad del servicio Vida del banco de baterías Consumo del combustible y por consiguiente el costo de generación de la electricidad Las herramientas aplicables para la evaluación sistemática o diseño de estrategias de control apenas se encuentran en desarrollo.

Parámetros técnicos, económicos y ambientales del almacenamiento de energía: Actualmente las baterías de plomo-ácido son las más utilizadas para el almacenamiento de energía en los sistemas híbridos y en algunos casos, las baterías de níquel cadmio se usa como una alternativa. En ambos tipos de baterías, el costo es por kW almacenado es alto, porque la vida de las baterías en los sistemas oscila entre los 3 a 5 años. Más problemáticos son los casos donde los usuarios no puede reemplazar las baterías debido a que carecen de presupuesto, lo cual en la mayoría de los casos significa una pérdida total del funcionamiento del sistema.

Confiabilidad, vida estimada, y disponibilidad de componentes en sitios remotos: En la práctica, los componentes de todo sistema híbrido sufren fallas, esto se debe generalmente a dos causas principales: Un mantenimiento inadecuado, por no contar con el personal capacitado en zonas remota No se atienden a tiempo pequeñas fallas provocando posteriormente daños severos al sistema.

Flexibilidad en el diseño del sistema: Actualmente el crecimiento gradual de los sistemas híbridos es complicado, por varias situaciones: La actualización individual de componentes genera desigualdades en los flujos de energía y en casi todos casos se reduce la eficiencia global del sistema. La capacidad de módulos –fotovoltaicos y baterías sólo puede incrementarse por grupos completos. El incremento de capacidad del sistema diesel no significa solamente la suma de otras unidades, ya que debe rediseñarse también el algoritmo de control del sistema.

Barrersa no técnicas Obviamente, las barreras no técnicas son más relevantes para la penetración al mercado de los sistemas híbridos. Los aspectos de mayor importancia son: Desconocimiento del mercado y su potencial estructura: Carencia de una estructura de cooperación entre los proveedores de subsistemas (generadores diesel, aerogeneradores, módulos FV): Punto de vista del cliente sobre los efectos del sistema híbrido: Desestimación del personal para el mantenimiento del sistema: Dificultades de financiamiento Carencia de métodos y regulaciones por la medición eficaz, el establecimiento de tarifas y el cobro a los clientes de manera individual:

Avance y Oportunidades Aspectos técnicos A nivel de componentes La confiabilidad y eficiencia de los principales componentes (módulos estructura, aerogeneradores, equipos de potencia) se ha mejorado radicalmente. Se ha mejorado el conocimiento de la operación deseable en los los sistemas híbridos de las baterías y los métodos para el monitoreo y para eliminar la estratificación haciendo más fácil el mantenimiento en condiciones óptimas, y consecuentemente lograr la vida estimada del banco. A nivel de sistema Se han desarrollado ya algunas herramientas de diseño (software). Los equipos de monitoreo y sistemas de control pueden integrarse más fácilmente con la tecnología actual

Aspectos no técnicos Se han realizado los primeros esfuerzos para identificar y caracterizar nichos de mercados particulares y aplicaciones. Por ejemplo, en el sur de Europa y en los países del mediterráneo, la urgente necesidad de agua ofrece buenas oportunidades de mercado para los sistemas híbridos. Mejores posibilidades y una gran variedad de facilidades para el financiamiento (intencional) puede observarse.

CONCLUSIONES   Dado que los mercados comerciales para los sistemas híbridos actualmente están surgiendo con mayor fuerza se requiere: En primer lugar, un conocimiento detallado de la estructura y las demandas de los mercados particulares. Considerando la tecnología y el estado del arte de los sistemas híbridos, encontrar los requerimientos de una diversidad de aplicaciones fuera de la red y usuarios de energía. Antes de la introducción a gran escala del mercado, superar las grandes barreras de carácter no técnico principalmente. Adicionalmente, aplicar métodos industriales para el desarrollo de equipos, comercialización, e implementación del servicios para abatir costos

Ventajas Aprovechamiento de las energías renovables disponibles Uso de recursos energéticos complementarios Uso de energías no contaminantes Disminución de costos de generación Tecnología modular Aumento de la disponibilidad de los sistemas Económicamente viable para suministro de energía en zonas apartadas

Desventajas Tecnología en proceso de desarrollo Requiere de sistema de almacenamiento (banco de baterías) Metodologías de diseño no estandarizadas Requiere de personal técnico capacitado para su operación y mantenimiento Requiere de sistemas de control sofisticados