Integración de un sistema de generación distribuida utilizando técnicas de optimización uniobjetivo

Abstract

Systems of distributed generation (DG) represent a change from the traditional form of energy production. Due to the characteristics of this power generation scheme can be adapted and sized according to consumer needs. You can use multiple integration technologies for obtaining high levels of efficiency and even allow the joint application of renewable energy. However, in Mexico, has not yet achieved a significant development of such systems. This paper shows the design of a distributed generation system oriented to the residential sector in the state of Michoacan, Mexico. To carry out this design, we obtained the profiles of consumption of home users through a statistical study (survey); we conducted an inventory of available technologies in the country. For the integration of distributed generation system was used as the basis of a cogeneration system using an alternate internal combustion engine (EMIT). The paper shows the methodology for selection and construction of the technological structure. Finally, the sizing of the storage system and the operating mode of the MACI are defined by applying optimization techniques uniobjetivo using fmincon function of MATLAB ®. The objective function selected is the Net Present Value (NPV). In addition, thermoeconomic study includes the designed system.

Los sistemas de generación distribuida (GD) representan un cambio respecto a la forma tradicional de producción de energía. Debido a las características propias de este esquema de generación energética, pueden ser adaptados y dimensionados acorde a las necesidades del consumidor. Se pueden utilizar múltiples tecnologías para su integración obteniendo altos niveles de eficiencia e incluso permiten la aplicación conjunta de energías renovables. Sin embargo, en México, aun no se ha logrado un desarrollo importante de este tipo sistemas. En este trabajo se muestra el diseño de un sistema de generación distribuida orientado al sector residencial en el estado de Michoacán, México. Para llevar a cabo dicho diseño, se obtuvieron los perfiles de consumo de los usuarios domésticos mediante un estudio estadístico (encuesta), se realizó un inventario de tecnologías disponibles en el país. Para la integración del sistema de generación distribuida se utilizó como base un sistema de cogeneración utilizando un motor alterno de combustión interna (MACI). En el documento se muestra la metodología para selección y construcción de la estructura tecnológica. Finalmente, el dimensionamiento del sistema de almacenamiento térmico así como el modo de operación del MACI son definidos mediante la aplicación de técnicas de optimización uniobjetivo utilizando la función fmincon de MATLAB ®. La función objetivo selecciona es el Valor Actual Neto (VAN). Adicionalmente se incluye el estudio termoeconómico del sistema diseñado.