Diseño, modelamiento y simulación de un sistema fotovoltaico autónomo de bajo costo empleando matlab: caso de estudio Bahía Málaga

Este trabajo presenta el diseño, modelado y simulación de un sistema fotovoltaico autónomo de bajo costo usando MATLAB. El sistema propuesto se diseña como una alternativa de electrificación rural para satisfacer la demanda de energía eléctrica de la población de Bahía Málaga y, particularmente, de las familias de las comunidades de La Plata, La Sierpe, Mangaña y Miramar. Para diseñar este sistema se tienen en cuenta los datos locales de radiación (suministrados por el IDEAM) y las necesidades energéticas prioritarias de la población, las cuales son identificadas por medio de un diagnóstico energético realizado en la zona de estudio. Luego, a través de una metodología de tres etapas se definen varios aspectos importantes del diseño, tales como: la arquitectura del sistema, el ángulo de inclinación óptimo de los paneles solares, el tamaño óptimo de la instalación y el costo de energía, el cual es analizado desde varios puntos de vista económicos e incluso comparado con el respectivo costo de otros posibles sistemas de generación. En este trabajo, el tamaño del arreglo fotovoltaico y las baterías son calculados a través de una técnica de optimización multi-objetivo que combina el concepto de probabilidad de pérdida de suministro (LPSP) y el costo de ciclo de vida (LCC). Como resultado, 11 configuraciones distintas (pero con el mismo nivel de confiabilidad) son encontradas y, según el respectivo LCC, se concluye que el tamaño óptimo del arreglo fotovoltaico y las baterías es 1.54 kWp y 5.15 kWh respectivamente. Con respecto al regulador de carga e inversor se determina que 1 seguidor del punto de máxima potencia o MPPT de 60 A y 1 inversor monofásico de onda pura a 60 Hz de 600 W y 120 Vrms son adecuados para la aplicación. Finalmente, para modelar el sistema se plantean todas las ecuaciones matemáticas que describen la dinámica de cada uno de sus componentes (incluyendo la radiación y temperatura). Estas ecuaciones son programadas en MATLAB y, luego, integradas en Simulink, donde los resultados de la simulación muestran el buen desempeño del sistema fotovoltaico diseñado y, además, confirman su capacidad para satisfacer la demanda de energía eléctrica de una familia promedio de Bahía Málaga, excepto cuando el sistema es sobrecargado y el voltaje de las baterías es menor o igual al umbral de desconexión por sobredescarga (Vsd) definidoProyecto de grado (Magíster en Ingeniera)-- Universidad Autónoma de Occidente, 201