GENERACIÓN DISTRIBUIDA EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Conferencia Dr. Ing....
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GENERACIÓN DISTRIBUIDA EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Conferencia
Dr. Ing. Juan Carlos Gómez Targarona
UTN Facultad Regional MendozaMendoza, 28 de Abril de 2014
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Generación distribuida:Generación de menos de 10 MW, interconectada al
sistema y que puede funcionar en forma independiente
alimentando sus usuarios propios Granja eólica
Bioenergía Celdas fotovoltaicas
Microturbinas Celdas de
combustible COMERCIAL
Motores de combustión interna
RESIDENCIAL
Transmisión y distribución
Motores de combustión interna
INDUSTRIAL
Motores de combustión interna
FV de techo y celdas de combustible
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Al agregarle control y comunicación se transforma en
“Smart Grid” o “Red Inteligente”
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Definiciones• Generación distribuida: planta alimentando un usuario
próximo o respaldando al sistema • Generación dispersa: generación distribuida más
generación pequeña localizada alejada del usuario (es la anterior más la eólica)
• Potencia distribuida: generación distribuida más equipos almacenadores de energía
• Fuentes distribuidas de energía: potencia distribuida más la gestión del sistema
• Redes inteligentes: Nombre genérico dado a la aplicación de inteligencia de computadoras y habilidad de interconectarse de un sistema de distribución, permitiendo operación interactiva automática entre componentes de la red.
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Introducción
• Historia: distribuida, centralizada y ahora distribuida• Causas: Agotamiento de combustibles fósilesImposibilidad de construir instalaciones nuevasConciencia del daño al ambienteCrecimiento del consumoConsideraciones técnicas y económicas• Requerimientos:Cambios de la estructura del mercado eléctricoDesarrollo de nuevas tecnologías de generaciónTecnologías de comunicaciones y control• Futuro: 7 al 14% del agregado presente década será GD
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Principales Fuentes de Energía
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Generación eólicaSu evolución
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Características de la generación eólica
No despachable
Tip speed of blade / wind speedIdeal 1, máximo 4π/número de palas
Límite de Betz 59 %
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Tipos de generadores para turbinas eólicas I
Wind
Gearbox
Grid
EMIFilterCompensation
Starter
Converter
Wind
Gearbox
Grid
EMIFilter
Converter
Wind
Gearbox
Grid
Converter
Wind
Gearbox
Grid
GA+Capacitor
GA+Conversor
GA rotor bobinado
GA doble alimentado
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Tipos de generadores para turbinas eólicas II
Converter
Wind
Grid
Converter
Wind
Gearbox
Grid
Converter
Wind
Gearbox
Grid
Converter
Converter
Wind
Grid
Converter
GS imán permanente
GS +Reductor +Conversor
GS +Reductor +Dos conversores
GS doble alimentado
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Energía solar: su disponibilidadNo despachable
Disponibilidad del recursode 200 a 1.000 W/m2
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Energía solar: Celdas fotovoltaicas
Colectores solares
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Celdas fotovoltaicas
Desventajas:(1)Área requerida por difusión del recurso, (2)Elevado costo una vez instalado en comparación con otras GD, (3) Intermitencia de la potencia si no se dispone de almacenamiento(4) Bajo rendimiento, y(5) Normas de interconexión a la red poco claras
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Calor y potencia combinadas (CHP)
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Calor y potencia combinadas (CHP) Tipo Tamaño Costo Rendimiento
(MW) (USD/kW) Eléctrico Total
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Celdas de combustible
Ánodo Electrolito Cátodo
Combustible
Oxidante
Rendimiento 50 a 60 % (motor explosión 30 %)
Lentas 10 a 20 MW
Rápidas 50 kW
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Resumen de características principales
Costo“llave en mano”
Los costos de la energía eólica se estiman dentro de un rango de 1200 a 1700 US$/kW instalado
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GD: Impacto ambiental
SCGT: simple cycle gas turbineCCGT: combined cycle gas turbineSOFC: solid oxide fuel celPAFC: phosphoric acid fuel celGas engine/cat: w/three way catalystLean gas engine: poor mix gas engine/SCR: with selective catalyst reduction technology
Nitrogen oxides
Carbon dioxide