Dimensionamiento, simulación y evaluación tecno-económica de Micro-Redes con generación renovable usando HOMER Pro.

Este curso se encuentra en desarrollo

DESTINADO A:

Profesionales, técnicos y estudiantes avanzados de distintos campos disciplinarios interesados en la temática.

­DOCENTE RESPONSABLE: Dr. José Luis Godoy
CV. Godoy Jose Luis

DURACIÓN: 30 (treinta) horas.

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JUSTIFICACIÓN

La factibilidad tecno-económica de un proyecto de auto-generación renovable depende de los componentes involucrados (conforme a los recursos energéticos disponibles) y de las estrategias de despacho de energía adoptadas para conseguir el menor costo de energía posible. Este curso proporciona una visión de un proyecto real de MR, cubriendo todo el proceso de diseño de una MR inteligente, desde el análisis de los recursos disponibles hasta la simulación del despacho de energía entre sus componentes, detallando las lecciones aprendidas y las estrategias utilizadas para optimizar la tecnología de MR.

El software HOMER Pro es una herramienta para el diseño y optimización de sistemas híbridos de generación renovable distribuida y MRs de potencia. Se utiliza para modelar, simular y optimizar una MR. Permite el diseño del sistema de alimentación ya sea para aplicaciones aisladas o conectadas a la red de distribución. Los datos climáticos (velocidad del viento, velocidad del río, irradiación solar, caudal de biomasa, etc.), perfil de carga del sitio, detalles técnicos y costos de los componentes, control del sistema y restricciones del sistema sirven como entrada para el software. HOMER Pro dimensiona los componentes del sistema en forma económicamente óptima en base a las especificaciones del sistema, como el perfil de carga, los recursos eólicos, hídricos o solares, el precio del diesel, la estrategia de despacho, las restricciones involucradas y los detalles técnicos y económicos de los componentes. HOMER realiza varias simulaciones para lograr la mejor correspondencia posible entre la carga y el suministro a fin de diseñar un sistema óptimo. Para esto, crea configuraciones de sistemas factibles categorizadas de acuerdo con sus rentabilidades y presenta la configuración óptima basada en el NPC (Net Present Cost) más bajo. HOMER también realiza el análisis de sensibilidad para explorar el efecto de los cambios de diferentes factores en las diferentes configuraciones del sistema.

El curso se iniciará con una breve introducción a los sistemas híbridos de generación de energía renovable que pueden ser simulados con HOMER Pro. Luego se detallará el funcionamiento del software para que los alumnos del curso puedan iniciar sus propios proyectos de simulación. Por último, se especificarán dos estudios de caso, mostrando algunos resultados obtenidos y las potencialidades del software. Finalmente, se alentará a los alumnos a identificar casos para la aplicación del software.

­OBJETIVOS

  • Introducir los recursos de energías renovables disponibles en nuestra región.
  • Dar a conocer los fundamentos de los sistemas de generación híbridos con fuentes renovables y las micro-redes de potencia con sus áreas de aplicación.
  • Generar destrezas en el uso del software HOMER Pro, implementado sistemas con sus respectivos componentes y fuentes renovables a evaluar.
  • Analizar las posibilidades que las MRs ofrecen para la integración de recursos renovables distribuidos para pequeños y grandes usuarios de electricidad.
  • Evidenciar la importancia de utilizar una estrategia óptima de gestión de energía en una MR.
  • Analizar la factibilidad tecno-económica de proyectos de generación renovable en la región (estudio de casos).

­CONTENIDOS MÍNIMOS

UNIDAD 1: Generación renovable. Marco nacional y regional. Micro-redes: topología, modelado y control.

Generación de energía basada en fuentes renovables no convencionales: potencial nacional. Caracterización de recursos renovables.

Generación distribuida. Marco legal y disposiciones nacionales. Mercado eléctrico. Introducción al concepto de Micro-Redes (MRs) eléctricas. Tipos de MRs: AC, DC e híbridas. Componentes de una MR: sistemas fotovoltaícos, eólicos, generadores diesel, turbinas hidrocinéticas, sistemas de almacenamiento de energía, etc. Interconexión de elementos de una MR mediante convertidores electrónicos de potencia.

Operación y control de una MR. Configuraciones de MRs: MR aislada y MR conectada a red de distribución. Arquitecturas jerárquicas de control (control primario, secundario y terciario). Control secundario de tensión y frecuencia. Control terciario (gestión de la energía): estrategias de despacho.

Introducción al manejo del software HOMER Pro. Estructura del programa. Modelado de las cargas: cargas primarias y diferibles, perfiles de consumo diarios y estacionales. Modelado de los componentes: generadores de energía renovable y almacenadores de energía. Creación de componentes personalizados.

UNIDAD 2: Introducción al diseño, dimensionamiento y simulación de MRs. Conexión de HOMER con MatLab.

Criterios de diseño de una MR. Optimización multi-objetivo: construcción del funcional costo a optimizar. Costos de inversión, mantenimiento y operación. Formulación del

problema de optimización: objetivos y restricciones. Índices económicos: Costo anualizado del sistema (ACS), Costo presente neto (NPC: Net Present Cost), Costo anualizado de la energía (COE: Cost of Energy), Tasa de retorno de inversión (TRI), etc. Criterios de confiabilidad: Probabilidad de pérdida de suministro (LPSP), Factor de pérdida equivalente (ELF), Nivel de autonomía (LA), etc. Criterios medioambientales y comodidad del usuario. Metodologías de dimensionamiento: Gráficas, Probabilísticas, Iterativas, Optimización. Configuración de estrategia de despacho. Módulo de conexión con MATLAB. Simulación de la operación en el entorno HOMER Pro. Dimensionamiento del sistema. Análisis de resultados y estudio de sensibilidad.

UNIDAD 3: Estudios de casos: factibilidad tecno-económica

Diseño, dimensionamiento y análisis tecno-económico de una micro-red aislada. Optimización de la estructura: dimensionamiento óptimo de sus componentes. Integración de la estrategia de gestión de energía en el dimensionamiento.

Diseño, dimensionamiento y análisis tecno-económico de micro-red conectada a red. Simulación de despacho económico usando costos y tarifas actuales en la región. Análisis de sensibilidad.

­METODOLOGÍA

Se dictarán clases teórico-prácticas usando el software HOMER Pro. Se dispondrá de apuntes teóricos, Guías de Trabajos Prácticos para desarrollo en clase, y Tips para desarrollo de trabajos aplicados que el alumno deberá desarrollar y presentar en un tiempo concertado.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

Para la aprobación se requiere:

  • Asistencia al 80% de las clases como mínimo
  • Elaboración de un trabajo final sobre temática previamente concertada con el docente, aprobado con una nota mínima de 7 (siete). Será un trabajo de aplicación utilizando los conocimientos adquiridos. Cada grupo (de 1 o 2 personas) trabajará con un caso de estudio particular, con una localización geográfica dada, perfiles de consumo, objetivos y restricciones distintas.

CRONOGRAMA:

Viernes 17/05 16 a 20:00
Viernes 31/05 16 a 20:00
Viernes 14/06 16 a 20:00
Viernes 28/06 16 a 20:30
Viernes 12/07 16 a 20:30
Viernes 26/07 16 a 20:30
Viernes 09/08 16 a 20:30

RECONOCIMIENTO DE CRÉDITOS

El curso propuesto cumple con los requisitos para acceder al reconocimiento de créditos académicos para carreras de posgrado de la UTN de los niveles de Especialización y Maestrí

COSTO Y FORMA DE PAGO

$ 3.500. – Docentes, Estudiantes y Graduados de UTN: $ 3.000.-

El pago se realiza en tesorería en efectivo o por transferencia (Datos Cuenta Bancaria UTN FRP)

Mayor información en Subsecretaría de Posgrado
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