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Paneles solares en la red mejoran operación de sistemas eléctricos

La simulación de un sistema de distribución de energía eléctrica a la que se le integran paneles solares permite identificar el potencial de estos para mejorar problemas preexistentes, como aquellos relacionados con los desbalances en la red.

Manizales, 24 de noviembre de 2017Agencia de Noticias UN—

Análisis técnico de los efectos del desbalance en redes de distribución con inclusión masiva de generación distribuida.

Daniel Esteban Bedoya Bedoya, estudiante de la Maestría en Ingeniería Eléctrica de la U.N. Sede Manizales.

El estudio analiza la operación de una red de distribución cuando se incluye distribución solar fotovoltaica.

Diagrama unifilar del sistema de distribución analizado.

La simulación se llevó a cabo en la U.N. Sede Manizales.

Las redes eléctricas colombianas no fueron diseñadas para albergar este tipo de tecnologías.

Los paneles solares son clave en la generación de energía.

Esos desbalances –asociados con la calidad de la tensión– se originan porque los sistemas de distribución no fueron diseñados para albergar masivamente tecnologías de generación, como las renovables, sino solo para llevar energía a los usuarios finales, ya sean residenciales, comerciales o industriales.

La simulación fue desarrollada por Daniel Esteban Bedoya Bedoya, estudiante de la Maestría en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales, con el apoyo del grupo de investigación Environmental Energy and Education Policy (E3P), que realizó un análisis técnico de los efectos del desbalance en redes de distribución con inclusión masiva de generación distribuida, proveniente de paneles solares.

El investigador explicó que el mecanismo simulado permite identificar tres preocupaciones asociadas con la calidad de la tensión: la primera tiene que ver con las fluctuaciones de tensión, que se dan por la variabilidad de la fuente (el Sol), ya que la generación de energía varía de manera constante según las condiciones climáticas, que no son completamente predecibles.

La segunda preocupación radica en los aumentos de tensión que se dan por la inyección de potencia de generadores (como los paneles solares). Estos desequilibrios también se evidencian por la presencia de generadores monofásicos que se conectan a una sola línea, diferenciándola de las demás.

El estudiante Bedoya manifestó que para este estudio se simuló una red de distribución tipo, modelada a partir de una red existente en la zona caldense, a 13,2 kilovoltios (kv), y que reúne las principales características de una red colombiana. Cuenta con cuatro unidades de generación hidráulica de 720 kW (kilovatios) y cargas de tipo residencial, industrial y comercial de naturaleza desequilibrada.

“Para analizar los cambios que se presentan en la red se evaluaron diferentes escenarios que consideran la inyección de potencia real, proveniente tanto de plantas solares con salidas trifásicas equilibradas (con igual producción por sus tres fases) como de generadores monofásicos conectados en agregación (como por ejemplo en los techos en un conjunto residencial)”, explicó el investigador.

Cambios en la red

Esta investigación determinó que la operación de la generación solar fotovoltaica en sistemas de distribución, tanto con salida equilibrada como desequilibrada, modifica los porcentajes de desbalance en el sistema de distribución.

“La integración de los generadores fotovoltaicos puede traer tanto aumentos como disminuciones en los desbalances en la red según su ubicación y tamaño”, dijo el estudiante de la U.N.

Sin embargo, la profesora Sandra Ximena Carvajal Quintero, directora del grupo de investigación E3P, manifestó que “lo que muestran los antecedentes es que los operadores no se encuentran preparados para la instalación masiva de paneles solares, porque sus protecciones eléctricas y redes no han sido planeadas para este tipo”.

La docente explicó que la filosofía de la red de distribución siempre ha albergado al usuario final (pasivo). Esto quiere decir que los flujos siempre han estado de manera unidireccional, desde la generación centralizada hasta llevar a los respectivos usuarios.

Por eso, en este trabajo se demuestra el potencial de la generación distribuida para mejorar condiciones operativas de los sistemas de potencia, además del riesgo de desmejorarlas si su conexión y operación no se analizan cuidadosamente.

Tanto la generación distribuida trifásica, como la monofásica o desequilibrada, cuentan con gran potencial de mejorar los desbalances en las redes de distribución. Se destaca la flexibilidad de esta última para atacar el problema mediante el adecuado control.

(Por: Fin/JDMP/MLA/LOF
)
N.° 860

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