Análisis de Oportunidades Energéticas con Fuentes Alternativas en el Departamento de Nariño

Transcripción

1 Análisis de Oportunidades Energéticas con Fuentes Alternativas en el Departamento de Nariño Universidad de Nariño Universidad de los Andes ASC Ingeniería S.A. E.S.P.

2 GENERALIDADES Aprobado: Julio de 2013 mediante acuerdo 005 del OCAD Nacional Inicio de Actividades: Septiembre de 2014 Duración: 2 años Ejecución: Universidad de Nariño Universidad de los Andes ASC Ingeniería Interventoría: Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales.

3 Plan de Energización Rural Sostenible para el Departamento de Nariño - PERS Iniciativa desde 2013 con UPME IPSE CCEP - UDENAR Caracterización social, económica y energética de las zonas rurales de Nariño en las 13 subregiones. Premio Ambar

4 Motivación Según el PERS, en Nariño hay más de viviendas sin servicio y más de atendidas con plantas diésel. Mayor impacto en zona pacífica. Hay estudios generales sobre recursos locales (solar, eólico, biomasa). Se requiere un mayor nivel de detalle para diseños adecuados con fuentes no convencionales de energía.

5 OBJETIVOS DE ALTERNAR 1. Caracterizar las principales fuentes energéticas alternativas en el departamento de Nariño. 2. Diseñar una posible solución de energización con fuentes alternativas en ZNI. 3. Realizar un estudio para la implementación de un sistema prototipo de red inteligente en UDENAR. 4. Fortalecer la línea de investigación en gestión energética en la Universidad de Nariño.

6 Caracterización de Fuentes Alternativas Mapas energéticos de Nariño (biomasa, solar, eólico, hídrico)

7 Caracterización de Fuentes Alternativas Biomasa (resolución: 450 m)

8 Caracterización de Fuentes Alternativas Biomasa

9 Caracterización de Fuentes Alternativas Viento Mapas a diferentes alturas (20 m, 50 m, 120 m)

10 Caracterización de Fuentes Alternativas Solar

11 Caracterización de Fuentes Alternativas Hídrico

12 Caracterización de Fuentes Alternativas Validación: Infomación Estaciones IDEAM

13 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Biomasa y Solar): Obtención de datos con imágenes satelitales LANSAT y MODIS.

14 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Biomasa y Solar): Procesamiento de imágenes: Combinación, recorte, cálculo de reflectancia y eliminación de pixels nublados

15 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Biomasa y Solar): Clip y eliminación de pixels nulos, generación de mapas y publicación en plataforma GEOalternar. Artículo presentado en el STSIVA 2016 con premio a la mejor presentación oral.

16 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Viento): Puntos de base de datos 3TIER

17 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Viento): Interpolación y Análisis

18 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Hídrico): Mapas de relieve, evapotranspiración y temperatura.

19 Caracterización de Fuentes Alternativas Metodología (Hídrico): Cuencas hidrográficas y cálculos de caudales promedio (HidroSIG).

20 Caracterización de Fuentes Alternativas Validación de modelos con datos reales: Instalación de 15 estaciones meteorológicas.

21 Caracterización de Fuentes Alternativas Variables medidas: Velocidad y dirección de viento con dos anemómetros a diferentes alturas. Irradiancia solar. Humedad relativa. Temperatura. Pluviosidad. Transmisión de datos: Datos en tiempo real. Almacenamiento en memorias SD. Sistema de visualización: Datos online en plataforma

22 Caracterización de Fuentes Alternativas Ubicación de estaciones: Prioridad a los 15 municipios con cobertura de energía elécrica más deficiente (menor del 80%).

23 Caracterización de Fuentes Alternativas Instalación

24 Caracterización de Fuentes Alternativas Instalación

25 Caracterización de Fuentes Alternativas Socialización con la comunidad

26 Caracterización de Fuentes Alternativas Plataforma de monitoreo

27 Metodología: Diseño de Soluciones en ZNI Trabajo de campo: Acercamiento a la comunidad. Mediciones y levantamiento de infraestructura. Encuestas de uso de la energía. Procesamiento de información: Obtención de curvas de demanda. Análisis de los recursos (usando mapas y análisis de muestras) Optimización de soluciones (Homer: software especializado) Diseños de soluciones con generación alternativa y redes inteligentes.

28 Diseño de Soluciones en ZNI Elección de casos de estudio: El Naranjo (Mosquera) y Bocagrande (Tumaco)

29 Diseño de Soluciones en ZNI Elección de casos de estudio: El Naranjo (Mosquera) y Bocagrande (Tumaco)

30 Kwh Análisis de datos Diseño de Soluciones en ZNI CURVA DE DEMANDA BOCAGRANDE Hora Método 1 Analizador Red Método 2 Datalogger 1% 14% 2% 3% 1% 1% Carga eléctrica sector residencial promedio Diario Bombillas Incandescentes 1% 9% 1% 0% 0% 1% 1% 1% 3% 7% 3% 9% 3% 4% 1% 8% 22% 2% 0% 3% Bombillas Incandescentes Bombillas Ahorradoras Bombillas Ahorradoras Bombillas Ahorradoras Nevera Nevecom Congeladores Congeladores Congeladores Ventiladores Olla Arrocera Licuadora

31 Análisis de datos Diseño de Soluciones en ZNI

32 Diseño de Soluciones en ZNI Socialización con la comunidad.

33 Diseño de Soluciones en ZNI Optimización multiobjetivo (HOMER) Solución óptima: Solar: fotovoltaico 58.6 kwp 33% de producción Eólica: 3 turbinas de 15 kwp c/u 40% de producción Biomasa: gasificador de 25 kwp 23% de producción Diésel: respaldo con la planta existente - 3.6%

34 Metodología UDENAR como una Microrred Levantamiento de la red eléctrica. Toma de datos de consumos y estimaciones. Simulación de la red. Análisis de introducción de Generación Distribuida. Introducción de medición inteligente. Redes de Comunicaciones. Monitoreo remoto de generación y consumo. Investigación en Sistemas de control en diferentes jerarquías. Diseño de una microrred.

35 Diseño de Soluciones en ZNI Ingeniería de detalle de sistemas: Generación Red eléctrica Sistema TIC Red Inteligente Sistemas de Gestión Energética (despacho, medición inteligente, eficiencia energética). Sistema de gestión comunitaria. Sistema de bombeo y potabilización de agua. Futuros sistemas de refrigeración para pesca. PROYECTO ALTERNAR II Presentado a conformación del PAED Nariño 04/11

36 Red UDENAR UDENAR como una Microrred

37 Red UDENAR UDENAR como una Microrred

38 Red UDENAR UDENAR como una Microrred

39 UDENAR como una Microrred Red de comunicaciones y medición inteligente

40 Sistema SCADA UDENAR como una Microrred

41 Sistema SCADA UDENAR como una Microrred

42 Fortalecimiento de la Investigación Trabajo colaborativo con la Universidad de los Andes y ASC Ingeniería. Vinculación de investigadores a diferentes niveles: 15 estudiantes de pregrado 5 jóvenes investigadores 6 magísteres formados 2 estudiantes de doctorado apoyados 1 pasantía postdoctoral Generación de Nuevo conocimiento y publicaciones: 5 artículos revistas indexadas (3 internacionales A1). 8 ponencias internacionales 4 ponencias nacionales 1 evento local organizado

43 Fortalecimiento de la Investigación Capacitaciones, Talleres, Seminarios, Cursos. Maestría en Ingeniería Eléctrica (convenio Unal Manizales). Adecuación y adquisición de equipos de laboratorio. Vinculación de otras universidades, grupos de investigación y las empresas locales.

44 CONCLUSIONES Hay muchos avances. Hay mucho por hacer. Se pueden realizar proyectos con apoyo institucional y gubernamental.

45 AGRADECIMIENTOS Al SGR y la Gobernación de Nariño por el apoyo y gestión. A la UPME, IPSE y CCEP por permitirnos ejecutar el primer PERS. Al gran grupo de trabajo ALTERNAR (UDENAR-UNIANDES-ASC Ingeniería), quienes han sacado este Proyecto adelante y siguen trabajando por un Nariño pionero en energías alternativas.