Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte

Grid-connected photovoltaic systems application: state of the art

Autores/as

  • Johann Alexander Hernández Mora Universidad Distrital Francisco José de Caldas
  • Andrés Felipe Cortés Borray Universidad del País Vasco
  • Daniel Alberto Balaguera Cañola ENERSA S.A.
  • Mauricio Alexander Urueña Saavedra FYR Ingenieros

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Resumen (es)

En este trabajo se describen todos los conceptos necesarios para lograr implementar un sistema fotovoltaico como alternativa para ser utilizado como generador distribuido. Para ello, se realiza un pequeño estado del arte en el cual se manejan conceptos básicos, desde el funcionamiento de una celda solar hasta conceptos de redes inteligentes aplicados en la gestión de la demanda. Asimismo, se abarca un repaso sobre los marcos regulatorios existentes en Colombia, donde se habla de generación distribuida debido a la falta del mismo. Es necesario comparar tales regulaciones con los diferentes marcos regulatorios existentes en otros países, como Alemania, España y EE.UU., para obtener un modelo de trabajo idóneo. Finalmente, se decide utilizar un generador fotovoltaico conectado a la red de baja tensión como alternativa en los sistemas de generación distribuida, ya que con estos se pueden realizar balances energéticos, esto en caso de que en el país en donde se emplee esta alternativa no se tenga establecido un marco regulatorio adecuado, de manera que el usuario no tenga problemas con las entidades regulatorias actuales.

Resumen (en)

This paper outlines all necessary concepts to successfully implement a photovoltaic system as an alternative in a distributed generation scheme. For this purpose, it is made a short state of the art in which basic concepts are addressed, from a solar cell operation to smart grid concepts applied on demand management. Likewise, a review of the different regulatory frameworks in Colombia is entailed, especially those related to distributed generation, due to the lack of these ones. It is necessary to make a comparison with other regulations from other countries, such as Germany, Spain and USA, in order to obtain a suitable work model. Finally, a photovoltaic system connected into the low tension grid is used as an alternative in distributed generation systems, due to the fact that with this system energy balances can be performed, in case that countries where this alternative is implemented may not have an adequate regulatory framework established, so that users will not have problems with regulatory entities.

Biografía del autor/a

Johann Alexander Hernández Mora, Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Ingeniero electricista, magíster en ingeniería eléctrica con énfasis en distribución; doctor en ingeniería eléctrica. Docente, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá

Andrés Felipe Cortés Borray, Universidad del País Vasco

Ingeniero eléctrico, estudiante de maestría en integración de las energías renovables. Universidad del País Vasco. Bilbao, Vizcaya.

Daniel Alberto Balaguera Cañola, ENERSA S.A.

Ingeniero eléctrico. Jefe del área de ingeniería, ENERSA S.A. Proyectos en Energías Renovables y Eficiencia Energética. Bogotá.

Mauricio Alexander Urueña Saavedra, FYR Ingenieros

Ingeniero eléctrico. Ingeniero de soporte de mantenimiento, FYR Ingenieros. Bogotá.

Referencias

Ackerman, T.; Andersson, G., & Söder, L. (2001). Distributed Generation: a definition. Electric Power Systems Research (57), 195-204.

Ackermann, T.; Andersson, G., & Söder, L. (2001). Distributed Generation: A definition. IEEE Electric Power System Researche, 57, 195-204.

Assi, A.; Jama, M., & Al Kathairi, K. (2009). MATLAB-Based Modeling tool for designing, predicting and analyzing Grid Tied Photovoltaic Systems. ACTEA International conferences on:Advance in computational tools for engineering applications, 508-513.

Aste, N.; Adhikari, R., & Del Pero, C. (2011). Photovoltaic Powered Distributed Generation Development in the Italian Context. Clean Electrical Power (ICCEP), International Conference on, 769-773.

Bayod, A. (2012). Future development of the electricity systems with distributed generation. Electric Power Systems Research, 84, 195-200.

Bundesministerium Der Justiz (2009). Ley de Energía Renovables. (Ministerio Federal Alemán de Justicia). Recuperado el 12 de noviembre de 2012, de: http://bundesrecht.juris.de/eeg_2009

Caamaño, M. (1998). Edificios fotovoltaicos conectados a la Red Eléctrica: Caracterización y Análisis. En Tesis doctoral. Madrid, España: Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de ingenieros de Telecomunicaciones.

Cardell, J., & Tabors, R. (1998). Operation and control in a competitivemarket: distributed generation in a restructured industry. The Energy Journal Special Issue: Distributed Resources: Toward a New Paradigm of the Electricity Business, The International Association for Energy Economics, 111-135.

Carmeli, S.; Marco, M.; Catellif, Marchegiani, G., & Rosati, D. (2012). Control Strategies and configuration on hybrid distributed generation systems. Renewable Energy, 41, 294-305.

Casmus, C., & Eusebio, E. (2008). Micro-generation evalution of the zero emission technologies in the Portuguese market. Lisboa, Portugal: Instituto Superior de Engenharia.

CIGRE (1998). Impact of increasing contribution of dispersed generation on the power system; CIGRE Study Committee no 37 , Final Report. CIGRE.

CIRED (1999). Dispersed Generation; Preliminary Report of CIRED. Working Group WG04, 35-40.

CNE (enero 2011). Statistical information about the sales of electricity on special regime. December 2010. España: CNE.

Consorcio Energético CORPOEMA (diciembre, 2010). Plan de Desarrollo para las fuentes no convencionales de Energía en Colombia. Bogotá.

Cossent, R.; Gómez, T., & Olmos, L. (2011). Large-Scale Integration of Renewable and Distributed Generation of Electricity in Spain: Current situation and Future needs. Energy Policy, 39, 8078-8087.

CREG, Comisión Reguladora de Energía y Gas. (1996). Resolución 084/96, Autogenerador conectado al sistema de interconexión nacional. Bogotá, Colombia: Ministerio de Minas y Energía.

CREG, Comisión Reguladora de Energía y gas (1996). Resolución 085/1996, Conegerador conectado al SIN. Bogotá: Ministerio de Minas y Energía.

CREG, Comisión Reguladora de Energía y Gas (2002). Resolución 082/2002, Cargos por uso de los sistemas de transmisión regional y distribución local. Bogotá, Colombia: Ministerio de Minas y Energía.


CREG, Comisión Reguladora de Energía y Gas (mayo, 1998). Resolución 070/98, Regalamento de Distribución de Energía Eléctrica. Bogotá, Colombia: Ministerio de Minas y Energía.

E.E.P.P.M. (febrero, 2008). Jepirachi wind farm-monitoring periods January 2004-July 2006. Medellín, Colombia.

EIA Energy Information Administration (2011). Annual Energy Outlook 2011, Report number: DOE/EIA-0383 2011. Estados Unidos: EIA.

EPIA (2010). Solar Generation 6, 2010b. (EPIA) Recuperado el 11 de mayo de 2013, de: www.epia.org

EPIA (2013). European Photovoltaic Industry Association (EPIA). Recuperado el 01 de 06 de 2013, de: http://www.epia.org/about-us/about-epia/mission-activities/

EPRI (2013). Distributed Electricity Resources (EPRI). Recuperado el 11 de mayo de 2013, de: http://www.epri.com/Our-Work/Pages/Distributed-Electricity-Resources.aspx

Fathpour, S.; Tsia, K., & Jalali, B. (2007). Two-photovoltaic effect in silicon. IEEE Journal of Quantum Electronics, 43(12).

Fundación de la Energía de la comunidad de Madrid (2012). Guía básica de la Generación distribuida. Madrid, España: Gráficas Elisa, S.A.

Gerol, W., & Neudck (1990). The PN junction diode. En: Modular series on solid state devices (segunda ed.) Addison-Wesley Publishing Company.

Gischler, C., & Janson, N. (noviembre 2011). Perspectivas sobre la generación distribuida mediante energías renovables en América Latina y el Caribe. Banco Interamericano de Desarrollo.

Grundi, P. (2008). Shell Energy Scenarios to 2050. pp. 8-10: Shell Internation BV.

GSE (2011). Aggiornamento del numero degli impianti e della potenza installata al 28 de Febbraio 2011 (GSE). Recuperado el 11 de mayo de 2013, de: www.gse.it

Hernández, A. (2012). Conference Electric Mobility. Bogotá, Colombia: [Conferencia], Seminar: Smart Grids on Electri Mobility.

IEA (2003). Potetial for Building integratged photovoltaics (IEA). Recuperado el 11 de mayo de 2013, de: www.iea-pvps.org

IEEE Guide for IEEE Std. 1547 (s.f.). IEEE Standard for interconecting distributed resourses with electric power systems. IEEE.

Institute, G. R. (1998). Distributed Power Generation: A Strategy for a Competitive Energy Industry. USA: Gas Research Institute.

International Energy Agency (2002). Distributed Generation in Liberalized Electricity Markets. New York.

Józef, P.; Piotr, B., & Mariusz, K. (2009). Hybrid Power Systems-An Effective way of utilising primary energy sources. Renewable Energy, 34, 2414-2421.

Jurado, F.; Cano, A., & Carpio, J. (204). Biomass based on micro-turbine plant and distribution network stability. IEEE Energy Conversion and Management (45), 2713-2727.

Kobayashi, H., & Kurihara, I. (2009). Researche and development of grids integration distributed generation in Japan. Power and Energy Society General Meeting 2009, 1-8.

Kobayashi, H., & Uemura, S. (2003). Development of Autonomus demand area power system in CRIEPI. IFAC, Symposium on power plants and power system control 2003.

LopesFerreira, H.; Costescu, A.; L'Abbate, A.; Minneo, P., & Fulli, G. (2011). Distributed Generation and Distribution Market Diversity in Europe. Energy Policy, 39, 5561-5571.

Menges, R., & Barsantny, K. (1997). Die Liberalisierung der Strommärkte in Norwegen und Schweden. Zeitscltrift für Energiewirtschaft, Energiewirtschaftliches Institute an der Universität Köln, 21, 39-56.

Meyer, B.; Banberger, Y., & Bel, I. (2010). Integration of distributed energy resources. IEEE Power and Energy Society General Meeting.

Ministry of Industry, Turism and Trade (2010). National Action Plan on Renewable Energies in Spain (PANER) 2011-2020. España: Ministry of Industry, Turism and Trade.

Murillo, S., & Roldan, P. (2012). Model of Application of Distributed Generation in Colombia Rural Zones. IEEE Transmission and distribution conferences and exposition (T&D); Power and Energy Society , 1-9.

NREL, National Renewable Energy Laboratory (2013). United States Photovoltaic Solar Resource: Flat Plate Tilted at Latitude (NREL). Recuperado el 01 de 06 de 2013, de: http://www.nrel.gov/gis/images/map_pv_national_hi-res_200.jpg

Ochoa, F. (2002). El sector eléctrico colombiano: orígenes, evolución y retos, un siglo de desarrollo (1882-1999). Interconexión Eléctrica Colombia S.A ESP (ISA).

Pepermansa, G.; Driesenb, J.; Haeseldonckxc, D.; Belmansc, R., & D'haeseleerc, W. (2005). Distributed Generation: Definition, Benefits and Issues. Energy Policy, 33, 787-798.

Pérez, A.; Alfonso, D.; Álvarez, C.; Ibáñez, F.; Sánchez, C., & Segura, L. (2007). Hybrid Biomass-wind Power Plant for Reliable energy Generation. Renewable Energy, 35, 1436-1443.

Pérez, J.; Sánchez, L., & Pardo, M. (2005). La gestión de la demanda de electricidad. Fundación Alternativas, 1, 7, 8, 25.

Pipattanasomporn, M., & Willingham, M. (2010). White Paper on "Distributed Generation". Virginia: Alexandria Research Institute, Virginia Tech, VA.

REN21 (2012). Renewable Energy Policy Report. Global Statutus Report 2011. pp. 1-80.

Rodríguez, H. (noviembre, 2008). Desarrollo de la Energía Solar en Colombia y sus perspectivas. Revista de ingeniería Universidad de los Andes (9), 83-100.

Ruiz , S.; Colmenar, A.; Gil, R., & Molina , A. (mayo 2013). Distributed Generation: The Definitive Bost for Renewable Energy in Spain. Renewable Energy, 53, 354-364.

Sepúlveda, J. (2010). La generación distribuida en España. Tesis de pregrado. Madird, España: Universidad Carlos III de Madrid, Ingeniería Técnica Industrial-Electricidad.

Sharma, D., & Bartels, R. (1998). Distributed electricity generation in competitive energy markets: a case study in Australia. The Energy Journal Special issue: Distributed Resources: Toward a New Paradigm of the Electricity Business, The International Association for Energy Economics, 17-40.

Singh, A. K., & Parida, S. K. (diciemebre 16-19 2012). Need of distributed generation for sustainable develoment in coming future. International Conferences on Power Electronics, Drives and Energy Systems, 1-6.

Stetz, T.; Marten, F., & Braun, M. (2013). Improved Low Voltage Grid-Integration of photovoltaic systems in Germany. Sustainable Energy, IEEE Transactions, 4(2), 534-542.

Strachan, N., & Dowlatabadi, H. (2002). Distributed Generation and Distribution Utilities. Energy Policy.

Swedish Electricity (1997). SFS 1997:857. Swedish Electricity.

United States Congressional Research Service (CRS). (2009). Annual Energy Review 2009. Estados Unidos: CRS.

US Department of Energy (DOE). (2005). Basic Research Needs for Solar Energy Utilization: Report on the basic energy sciences workshop on solar energy utilization. Washington D.C: DOE.

VDEW (1998). Die Nordische Elektrizita¨tswirtschaft im Wettbewerb, Bericht über die VDEW Studienreise nach Norwegen. Frankfurt, Alemania: VDEW.

Watson, J. (enero de 1999). Perspective of Decentralised Energy Systems in a liberalised Market: The UK Perspective. RoIf Wu¨stenhagen, Thomas Dyllick, St. Gallen, Institute for Wirtschaft und Ökologie (IWO) - Diskussionsbeiträge (72), 38-47.

Wijesinghe, A., & Lei Lai, L. (2011). Small Hydro Power Plants Analyse and Development. Beijing, China: State Grid Energy Researche Institute.

Wizwlius, T. (1998). Series of Offshore Projects Planned. Wind Power Monthly, 14 (10), 23-24.

Zeng, J.; Liu, J.; Wu, J., & Nagan, H. (2011). A multy-agent solution to energy management in hybrid renewable energy generation system. Renewable Energy, 36, 1352-1363.

Zuñiga, I., & Botina, Y. (2012). Techincal Economic study for the implementation of autonomus photovoltaic system in the residential sector of Colombia. Transmission and Distribution: Latin America Conferences and exposition, 1-5.

Cómo citar

APA

Hernández Mora, J. A., Cortés Borray, A. F., Balaguera Cañola, D. A., y Urueña Saavedra, M. A. (2014). Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte. Tecnura, 18, 157–172. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12

ACM

[1]
Hernández Mora, J.A. et al. 2014. Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte. Tecnura. 18, (dic. 2014), 157–172. DOI:https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12.

ACS

(1)
Hernández Mora, J. A.; Cortés Borray, A. F.; Balaguera Cañola, D. A.; Urueña Saavedra, M. A. Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte. Tecnura 2014, 18, 157-172.

ABNT

HERNÁNDEZ MORA, Johann Alexander; CORTÉS BORRAY, Andrés Felipe; BALAGUERA CAÑOLA, Daniel Alberto; URUEÑA SAAVEDRA, Mauricio Alexander. Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte. Tecnura, [S. l.], v. 18, p. 157–172, 2014. DOI: 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/8165. Acesso em: 8 nov. 2024.

Chicago

Hernández Mora, Johann Alexander, Andrés Felipe Cortés Borray, Daniel Alberto Balaguera Cañola, y Mauricio Alexander Urueña Saavedra. 2014. «Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte». Tecnura 18 (diciembre):157-72. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12.

Harvard

Hernández Mora, J. A. (2014) «Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte», Tecnura, 18, pp. 157–172. doi: 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12.

IEEE

[1]
J. A. Hernández Mora, A. F. Cortés Borray, D. A. Balaguera Cañola, y M. A. Urueña Saavedra, «Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte», Tecnura, vol. 18, pp. 157–172, dic. 2014.

MLA

Hernández Mora, Johann Alexander, et al. «Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte». Tecnura, vol. 18, diciembre de 2014, pp. 157-72, doi:10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.SE1.a12.

Turabian

Hernández Mora, Johann Alexander, Andrés Felipe Cortés Borray, Daniel Alberto Balaguera Cañola, y Mauricio Alexander Urueña Saavedra. «Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte». Tecnura 18 (diciembre 1, 2014): 157–172. Accedido noviembre 8, 2024. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/8165.

Vancouver

1.
Hernández Mora JA, Cortés Borray AF, Balaguera Cañola DA, Urueña Saavedra MA. Aplicación de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red: estado del arte. Tecnura [Internet]. 1 de diciembre de 2014 [citado 8 de noviembre de 2024];18:157-72. Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/8165

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