Sistema de priorización de cargas para un sistema fotovoltaico

Abstract

El 74% de requerimiento de energía en Latinoamérica se desarrolla principalmente por el consumo de combustibles fósiles, (Philander, 2012). El alto consumo de recursos fósiles contaminantes y extinguibles ha hecho que se mire la necesidad de usar nuevas fuentes de energía, entre ellas las energías renovables en gran escala, las cuales permitan contribuir en un sistema sostenible, aprovechando los recursos de cada región (Barragán-Escandón et al., 2019). Los proyectos en energía renovables son una prioridad en los países latinoamericanos, puesto que los problemas de estos países se deben a su alta de pendencia de combustibles fósiles y el cambio climático (Cortés & Arango, 2017) Por tal razón hallar una solución para esta problemática ha conllevado a realizar inversiones en energías renovables, con el fin de utilizar los recursos naturales de las regiones para mejorar la calidad de vida de los habitantes al tener mejores condiciones de energía(Cortés & Arango, 2017) . La evolución del panorama energético en Colombia ha experimentado cambios significativos en las últimas décadas, marcados por la primacía de las centrales hidroeléctricas y los desafíos crecientes que enfrentan debido a la preservación de los recursos naturales y ecosistemas. A medida que la conciencia ambiental ha cobrado fuerza, se ha vuelto cada vez más difícil justificar la construcción de represas convencionales, cuyos impactos ambientales pueden ser significativos. Simultáneamente, la creciente escasez de combustibles fósiles, sumada a su impacto destructivo en el medio ambiente, ha planteado interrogantes acerca de la sostenibilidad de las fuentes de energía tradicionales. En este contexto, el Congreso de Colombia respondió con la promulgación de la Ley 1715 de 2014, un hito legislativo que establece políticas destinadas a impulsar la adopción de fuentes de energía no convencionales y la promoción de la gestión eficiente de la energía (Gutierrez & Garcia, 2021). La energía desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo económico de cualquier nación, es el motor que impulsa la maquinaria de la producción, la innovación y la mejora de la calidad de vida de las personas. Sin embargo, es esencial comprender que el crecimiento económico sostenible no puede lograrse a expensas del medio ambiente y el desarrollo humano a largo plazo. Para lograrlo, es imperativo adoptar un enfoque de uso racional y eficiente de la energía. Esto implica maximizar la productividad energética en todas las etapas de la producción y distribución, minimizando las pérdidas y derroches. La crisis energética a nivel mundial indica que el 87% de la energía consumible es propensa agotarse, esto genera inestabilidad acerca del abastecimiento y aumento en los precios (Pereira-Blanco, 2016). El desarrollo energético entonces debe analizar estos factores, por lo que las energías renovables son una idea importante para sostener el medio ambiente, desarrollo y crecimiento económico, la importancia de las energías renovables frente a las energías tradicionales, es que reducen el uso de estas, las sustituyen progresivamente y aportan a la calidad de vida y al medio ambiente (Moreno, 2013). El aprovechamiento de las energías renovables de uso eléctrico, como la eólica, solar y biomasa, representa un avance significativo en la diversificación de fuentes de energía y la promoción de prácticas sostenibles en el sector eléctrico. Estas fuentes de energía se caracterizan por ser inagotables y no contaminantes, lo que las convierte en componentes clave para la transición hacia un sistema energético más limpio y sostenible (IDEAM, 2013), entre estas fuentes, las estaciones fotovoltaicas, que capturan la energía del sol y la convierten en electricidad, desempeñan un papel destacado. Uno de los atributos más relevantes de las instalaciones solares es su capacidad para almacenar energía, lo que ofrece la flexibilidad necesaria para gestionar y programar eficazmente la distribución de la electricidad de acuerdo con la demanda de los consumidores. La gestión de las energías renovables a través del almacenamiento enfrenta desafíos, como la necesidad de predecir con precisión la demanda y la producción. Las limitaciones en los modelos meteorológicos dificultan la planificación efectiva. Por lo tanto, es crucial desarrollar modelos meteorológicos más precisos y tecnologías de almacenamiento de energía más eficientes para integrar mejor las energías renovables en la red eléctrica y garantizar un suministro sostenible y confiable. Estos avances son esenciales para aprovechar plenamente el potencial de las energías renovables y avanzar hacia una matriz energética más limpia y resiliente (Amaya & Fabian, 2021). Considerando que los sistemas para predicción y estimación de la energía aún son limitados, se realiza en el presente trabajo de grado, un sistema de priorización de cargas con sistemas fotovoltaicos, que incluye un sistema generador de energía basado en sistemas fotovoltaicos, que entrega la información de generación a un algoritmo que permite que el usuario priorice circuitos de conexión y desconexión de cargas, para que dependiendo de las condiciones climáticas y un pronóstico de generación de energía, se enciendan circuitos, apaguen circuitos, exporte energía a la red o se almacene en bancos de baterías de manera automática, dependiendo de las condiciones climáticas y las necesidades de consumo.