Diseño e implementación vía simulación de un sistema de gestión de energía solar en los hogares.

Abstract

El uso de energía solar en el mundo como fuente no contaminante presenta múltiples beneficios para los usuarios y el medio ambiente. Los paneles y colectores solares empleados en forma conjunta permiten prolongar el aprovechamiento de energía solar en el hogar. Cada año se reducen los costos de estas fuentes de energía renovable y el tiempo de recuperación de la inversión se puede reducir aún más mediante el empleo de sistemas de gestión óptimo. Un aspecto clave en la reducción de costos consiste en modelar el aprovechamiento de energía solar en base a la ubicación geográfica, condiciones meteorológicas y la gestión de cargas diferibles. La energía solar no es constante en el transcurso del día, por lo que sería deseable que el consumidor emplee la mayor parte de energía cuando el recurso está disponible. Con este propósito, se formula e implementa, un sistema híbrido de gestión de energía para el hogar (HEMS) que opera como un control supervisorio centralizado de energía eléctrica y térmica para obtener energía eléctrica y agua caliente sanitaria (ACS). Para validar la escalabilidad de la simulación propuesta, se realizaron dos estudios comparativos, mediante curvas de demanda de energía y ACS en un hogar tipo de cuatro personas. El primero, utiliza una planta solar fotovoltaico, un colector solar y un HEMS, para este escenario se obtuvo un ahorro de energía eléctrica de red del 82,3%; en el segundo caso de estudio se modelan los componentes del caso 1, más un banco de baterías, el ahorro energético fue del 97.9%.