Tesis para optar el Título Profesional - Convocatoria 01
Juan Antonio Butron Llamoca; German Alberto Echaiz Espinoza
Objetivo
Optimizar un sistema hibrido solar-eólico dimensionado según las características meteorológica y geográficas de la Región Arequipa sin electrificación rural, haciendo uso del método de seguimiento del punto de máxima potencia basado en lógica difusa, obteniendo así mejores resultados respecto de los algoritmos convencionales
Resumen:
El uso de energías renovables se encuentra en expansión y promoción pues se presenta como la opción más limpia y beneficiosa, comparada al consumo de combustibles fósiles, ya que estos últimos tienen características contaminantes y son no renovables (1). Es además una alternativa, sobre todo para aquellos lugares donde la electrificación no ha llegado aún, por impedimentos técnicos y/o económicos (2). Sin embargo una de las principales desventajas es la dependencia a las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar de su instalación (3). Es por esto necesario un sistema de control que pueda ofrecer el mejor rendimiento posible y una respuesta rápida frente a los cambios del sol o del viento durante el transcurso del día. En este proyecto se propone la optimización de un sistema híbrido solar-eólico, mediante la técnica de rastreo del punto de máxima potencia (MPPT), usando lógica difusa. Se comparará el desempeño de este sistema, frente a los algoritmos MPPT convencionales, como son el de “perturbación y observación” (P&O) para el caso de los fotovoltaicos (7), y el de “ascensión en colina” (HCS) para los eólicos (6). Se tiene el antecedente de que la lógica difusa en estudios comparativos para sistemas puramente solares o eólicos, ha presentado mejores resultados que los algoritmos convencionales (4,5). El modelamiento y simulación se realizará en el entorno Simulink/Matlab. Este proyecto finalizará con la implementación de un prototipo del sistema.
Palabras clave
energía renovable,solar, eólica rastreo, lógica difusa fuzzy, UNSA, CIENCIACTIVA, CONCYTEC
Problema central
El uso de energías renovables se encuentra en expansión y promoción pues se presenta como la opción más limpia y beneficiosa, comparada al consumo de combustibles fósiles, ya que estos últimos tienen características contaminantes y son no renovables (1). Es además una alternativa, sobre todo para aquellos lugares donde la electrificación no ha llegado aún, por impedimentos técnicos y/o económicos (2). Sin embargo una de las principales desventajas es la dependencia a las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar de su instalación (3). Es por esto necesario un sistema de control que pueda ofrecer el mejor rendimiento posible y una respuesta rápida frente a los cambios del sol o del viento durante el transcurso del día. En este proyecto se propone la optimización de un sistema híbrido solar-eólico, mediante la técnica de rastreo del punto de máxima potencia (MPPT), usando lógica difusa. Se comparará el desempeño de este sistema, frente a los algoritmos MPPT convencionales, como son el de “perturbación y observación” (P&O) para el caso de los fotovoltaicos (7), y el de “ascensión en colina” (HCS) para los eólicos (6). Se tiene el antecedente de que la lógica difusa en estudios comparativos para sistemas puramente solares o eólicos, ha presentado mejores resultados que los algoritmos convencionales (4,5). El modelamiento y simulación se realizará en el entorno Simulink/Matlab. Este proyecto finalizará con la implementación de un prototipo del sistema.
Hipótesis planteada
1) Los sistemas de conversión de energía renovable, usan el método de seguimiento del punto de máxima potencia con algoritmos que pueden ser reemplazados por la lógica difusa. 2) Es posible que la lógica difusa obtenga mejores resultados en cuanto a rendimiento y tiempo de respuesta que los algoritmos convencionales de seguimiento del punto de máxima potencia. 3) La aplicación de la lógica difusa en estos sistemas permitirá obtener mayores avances respecto del uso de este tipo de energías, esto puede ser el primer paso para la masificación de su uso especialmente en lugares donde no hay electrificación.
Resultados esperados
01 profesional titulado de Ingeniero Electrónico
01 Tesis de pregrado aprobada y sustentada
Impactos esperados
Impacto Academico
1.- Mejorar el rendimiento de un sistema hibrido solar eólico usando el método de rastreo del punto de potencia
máxima basado en lógica difusa.
2.- Obtener un prototipo del sistema de control basado en lógica difusa que optimice el rendimiento de un sistema
híbrido de potencia autónomo.
3.- Que el proyecto sea documentado en una tesis de grado y sea entregada a la universidad aportando al
conocimiento actual respecto de tecnología aplicada en recursos energéticos renovables.
Impacto social: La mejora de sistema de generación con recursos energéticos renovables permitirá su masificación
reduciendo costos de producción y ampliando su mercado. En el Perú el sector rural ha alcanzado un coeficiente de
electrificación del 78%, teniendo un 22% aún por cubrirse, donde en muchos casos la única alternativa es hacer uso de estos
recursos.
Impacto económico: Incidir en la investigación de estos sistemas permitirá mejorar los mismos y generar un impacto positivo
que permita reducir los costos a partir de la aplicación de nueva tecnología.
Impacto ambiental: La promoción del uso de recursos energéticos renovables tiene un gran impacto en el medio ambiente
pues reduce el uso de combustibles fósiles y por tanto la emisión de CO2 al ambiente. Seguir apostando por este tipo de
energías representa un gran paso en la lucha contra la contaminación, el cambio climático y el calentamiento global.