Sistemas de Generacin de energa.SISTEMAS HIBRIDOS PARA GENERACIN DE ENERGA.El actual y creciente inters mundial en la bsqueda de recursos energticos que permitan una gradual sustitucin de los combustibles fsiles (carbn y petrleo), as como de la energa nuclear por los efectos negativos sobre el ambiente y la salud en general del planeta y sus habitantes, han generado una oferta en opciones de produccin de energa elctrica que no solo permiten su aprovechamiento en zonas rurales sin ningn tipo de suministro de electricidad, sino tambin en estrategias de uso y ahorro de energa elctrica en grandes centros urbanos a niveles residenciales, comerciales e industriales. El conocimiento de estas tecnologas y sus posibilidades de aprovechamiento, aunadas con las viabilidades tcnicas y econmicas de su implementacin permiten vislumbrar un panorama de diversidad energtica en el mediano y largo plazo lo que lleva a que sea necesario conocerlas adecuadamente para su integracin y utilizacin.La tecnologa a base de diesel representa el 96.3% del total de capacidad de generacin en las ZNI, distribuido entre 116 plantas de menos de 100kW lo que significa un nivel casi nulo en diversificacin energtica.Al hablar de sistemas hbridos nos podemos referir a una infinidad de cosas pues la palabra hibrido se refiere a la posibilidad de mezclar varios elementos para poderlos utilizar al mismo tiempo.En este caso particular, al referirnos a la generacin de energa, podemos hablar de los sistemas hbridos que utilizan la combinacin de energa elica con energa solar, por ejemplo. Esta combinacin es posible debido a desarrollos tecnolgicos recientes. Se integran fcilmente en la mayora de los hogares y estn frecuentemente conectados con un sistema de reserva de batera que provee seguridad en casos de crisis de energa.La combinacin de recursos renovables tiene muchos beneficios positivos para los propietarios, entre ellos est la produccin de energa aumentada y constante, y menos espacio requerido para instalacin.Este sistema autnomo basado en generadores elico y fotovoltaico, con almacenamiento por medio de bateras, es una opcin para suministrar electricidad las 24 horas del da alimentando pueblos remotos o reas aisladas (emplazamientos remotos).Para dimensionar un sistema hbrido basado en generadores fotovoltaicos y elicos con almacenamiento por medio de bateras es necesario identificar todas las combinaciones posibles que ofrecen un determinado nivel de satisfaccin o fiabilidad, la ptima opcin se obtiene al valorar el coste econmico de cada una de las posibilidades para un mismo nivel de fiabilidad.El sistema hibrido se constituye de un sistema convencional, que se compone de un generador diesel, las redes elctricas ya conocidas, y acometidas, y dicho servicio de electricidad genera solamente 5 horas por da; a dicho sistema se le suman los componentes complementarios que son, banco de bateras, modulos fotovoltaicos, sistemas electrnicos (inversor y cargador), y sistemas electrnicos de control y monitoreo. Con la unin de estos tres sistemas de generacin de energa se obtiene un total de 24 horas diarias de corriente. En las bateras la carga de almacenamiento es de hasta 120 volts con 375 amperes por hora. Dentro de los sistemas electrnicos, uno es el inversor bidireccional de 40 kilowatts por cada 50 kilovolts y ampere; adems se encuentra el rectificador/ cargador de bateras de 40 kilowatts. El sistema electrnico de control y monitoreo se encarga de controlar las bateras, los paneles solares, los datos o archivos, y el generador. Los sistemas de proteccin son los siguientes: El sistema estar protegido contra cargas atmosfricas por pararrayos tipo ionizante. El sistema tendr proteccin contra sobrecorriente, con mallas de puesta a tierra.Las puestas a tierra consisten en una malla que rodear todos los componentes; se utiliza tierra vegetal y componentes naturales y toda estructura metalica est conectada a sta.Los sistemas hibridos, en otras palabras, son la ms segura fuente de energa que ha de suplir a la generacin de electricidad, que usa plantas alimentadas por combustible fosil.La integracin, dentro de un mismo sistema, de componentes de transformacin que aprovechan distintos recursos energticos alternativos ayuda a tener ese cambio necesario para la eliminacin de componentes fosiles, ya que, al tener ms de un componente que aprovecha las fuentes de energa renovebles, es posible evitar toda la posible contaminacin generada por los dems sistemas de generacin energtica.Los sistemas hibridos se pueden crear en tres formas: Estructura en serie. Sus ventajas son: No existe conmutacin entre fuentes. No se interrumpe el flujo de potencia a la carga. Bajo costo. Sus desventajas: Mayor tamao del inversor. Vida til reducida de las bateras. Mayor capacidad del banco de bateras. Estructura conmutada. Sus ventajas son: No existe conmutacin entre fuentes. No se interrumpe el flujo de potencia a la carga. Alimentacin directa de la carga desde la fuente. Sus desventajas: Problemas por conmutacin de fuentes de energa. Mayor tamao de la planta diesel. Control complejo. Mayor capacidad del banco de bateras (vida til reducida). Estructura en paralelo. Sus ventajas son: No existe conmutacin entre fuentes. No se interrumpe el flujo de potencia a la carga. Alimentacin directa de la carga desde la fuente. Control optimo (uso de fuentes renovables). Fuentes de capacidad nominal reducida. Sus desventajas: Costo.Para poder hacer cualquier instalacin de sistemas alternos de sistemas de energa, es necesario hacer una investigacin previa. En este caso, la universidad autnoma de occidente, y el ingeniero Paul Andrs Manrique Castillo, del departamento de energa y mecnica, utiliza un software que le apoya a obtener datos como los siguientes:El atlas suministra un conjunto de mapas donde se establece: El valor promedio diario de la radiacin global. Brillo solar (horas de sol). Banda espectral ultravioleta El mapa en el que se visualizan los datos corresponde al mapa nacional de la Repblica en escala 1:1700000.El atlas suministra un conjunto de mapas donde se presenta la siguiente informacin: Velocidad del viento en superficie. Desviacin estndar de la velocidad del viento en superficie. Sesgo de la velocidad del viento en superficie. Distribucin horaria de la velocidad del viento en zonas con mayor aprovechamiento de potencial elico y densidad de energa elica a 20 y 50 metros de altura. El mapa se elabor con informacin procedente de 101 estaciones. El mapa en el que se visualizan los datos corresponde al mapa nacional de la Repblica en escala 1:1700000.El programa del que se hace mencin anteriormente es resultado de un proyecto al cual se le conoce como SWERA, por sus siglas en ingles Solar and Wind Energy Resource Assesment. Proyecto del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP en ingls) cofinanciado por el GEF (Global Environment Facility), creado para proveer informacin y herramientas de alta calidad para el aprovechamiento de recursos energticos renovables alrededor del mundo, y facilitar decisiones polticas y de inversin para el aprovechamiento de estos recursos.Para el rea de estudio se tiene:Mapas de radiacin solar a una resolucin de 40 km elaborado mediante el modelo CSR (Climatologycal Solar Radiation) del NREL (National Renewable Energy Laboratory) de Estados Unidos.Informacin obtenible: Radiacin solar global en superficie horizontal. Radiacin solar global en plano inclinado con resolucin de 40 km.Radiacin solar directa y difusa.Gamaliel Rodrguez GonzlezN.C. 10290767