Show simple item record

Modelo de simulación de un sistema de generación híbrido solar fotovoltaico acoplado a un motor de combustión interna diesel bi-fuel integrando un gasificador de biomasa para zonas no interconectadas

dc.contributor.advisorPacheco Sandoval, Leonardo Estebanspa
dc.contributor.advisorDíaz González, Carlos Aliriospa
dc.contributor.advisorMendoza Castellanos, Luis Sebastiánspa
dc.contributor.authorDuarte Cáceres, Enmanuel Albertospa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.coverage.temporal2019spa
dc.date.accessioned2020-08-02T20:23:12Z
dc.date.available2020-08-02T20:23:12Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7104
dc.description.abstractEste proyecto realiza una evaluación energético-ambiental para sistemas híbridos integrando paneles solares, generador diésel y gasificador de biomasa sin baterías, mediante un modelo de simulación, el modelo está en función de la carga y condiciones ambiente (temperatura, irradiación, humedad y presión). Se presentan cinco escenarios: Generador diésel, generador diésel operando en modo bi-fuel con gas de síntesis y el sistema hibrido variando la potencia pico del componente fotovoltaico (6.21, 12.5, 18.54 kW), se comparan entre sí para el mismo perfil de carga, los resultados obtenidos muestran que el sistema hibrido disminuye las emisiones entre un 62 a 66% respecto al escenario base (Sistema stand alone diésel) con un LCOE de 0.279, 0.2798 y 0.2756 USD/kWh (6.21, 12.5 y 18.54 kW de potencia pico del componente fotovoltaico respectivamente); para el segundo escenario (generador diésel modo bi-fuel) las emisiones se reducen 57% respecto al primer escenario con un LCOE de 0.269 USD/kWhspa
dc.description.tableofcontentsINTRODUCCIÓN 11 1. MARCO REFERENCIAL 12 1.1 GENERACIÓN ELÉCTRICA EN ZONAS NO INTERCONECTADAS. 12 1.2 ANÁLISIS DEL GASIFICADOR DE BIOMASA 14 1.3 SISTEMA FOTOVOLTAICO 17 1.4 ANTECEDENTES 19 1.5 MARCO LEGAL 20 2. OBJETIVOS 22 2.1 OBJETIVO GENERAL 22 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 22 3. METODOLOGÍA 23 3.1 FASE UNO: LEVANTAMIENTO DE DATOS 23 3.2 FASE DOS: CÁLCULOS TERMODINÁMICOS Y DE EQUILIBRIO QUÍMICO 23 3.3 FASE TRES: SIMULACIÓN DE ESCENARIOS 23 3.4 FASE CUATRO: DETERMINACIÓN DE INDICADORES 23 4. DESARROLLO 24 4.1 GASIFICADOR 24 4.1.1 Modelo de gasificación 24 4.2 GRUPO MOTOR GENERADOR 34 4.2.1 Modelo del grupo motor generador 35 4.3 SISTEMA FOTOVOLTAICO 44 4.4 FACTORES DE EMISIÓN (INDICADOR AMBIENTAL) 46 4.5 COSTO NIVELADO DE ENERGÍA (INDICADOR ENERGÉTICO) 48 4.5.1 Costos fijos 48 4.5.2 Costos operación y mantenimiento 50 4.5.3 Costos de combustible 51 5. RESULTADOS 54 5.1 VALIDACIÓN DEL MODELO 54 5.2 COMPARACIÓN DE LOS ESCENARIOS 57 5.3 ESCENARIO STAND ALONE, DIESEL 60 5.4 ESCENARIO STAND ALONE, BI-FUEL 62 5.3 BI-FUEL, SISTEMA FOTOVOLTAICO CON 20% CARGA (6.21 kW) 63 5.4 BI-FUEL, SISTEMA FOTOVOLTAICO CON 40% CARGA (12.5 kW) 66 5.5 BI-FUEL, SISTEMA FOTOVOLTAICO CON 60% CARGA (18.54 kW) 68 6. CONCLUSIONES 71 7. RECOMENDACIONES 72 8. BIBLIOGRAFÍA 73 ANEXOS 78spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleModelo de simulación de un sistema de generación híbrido solar fotovoltaico acoplado a un motor de combustión interna diesel bi-fuel integrando un gasificador de biomasa para zonas no interconectadasspa
dc.title.translatedSimulation model of a photovoltaic solar hybrid generation system coupled to a bi-fuel diesel internal combustion engine integrating a biomass gasifier for non-interconnected areaseng
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
dc.subject.keywordsGasificationeng
dc.subject.keywordsHybrid systemeng
dc.subject.keywordsSimulation modeleng
dc.subject.keywordsLevelized energy costeng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.referencesA. L. Galindo Noguera et al, "Optimum design of a hybrid diesel-ORC / photovoltaic system using PSO: Case study for the city of Cujubim, Brazil," Energy, vol. 142, pp. 33-45, 2018. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036054421731681X. DOI: 10.1016/j.energy.2017.10.012.spa
dc.relation.referencesAcademia Colombia De Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (ACCEFYN), "factores de emisión de los combustibles colombianos,".spa
dc.relation.referencesAponte and Gordillo, "Wild cane potential to produce gaseous fuels via air-steam thermal gasification," 2013.spa
dc.relation.referencesC. A. Rinaldini et al, "Modeling and optimization of industrial internal combustion engines running on Diesel/syngas blends," Energy Conversion and Management, vol. 182, pp. 89-94, 2019. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890418314158. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.12.070.spa
dc.relation.referencesComisión de regulación de energía y gas - Zonas no interconectadas. Available: http://www.creg.gov.co/index.php/es/sectores/energia/zni-energia.spa
dc.relation.referencesD. Tsuanyo et al, "Modeling and optimization of batteryless hybrid PV (photovoltaic)/Diesel systems for off-grid applications," Energy, vol. 86, pp. 152-163, 2015. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544215004776. DOI: 10.1016/j.energy.2015.03.128.spa
dc.relation.referencesDepartamento Nacional de Planeación, "CONPES 3805," Documento, "May 10, ", 2014.spa
dc.relation.referencesE. A. N. Anaya and J. S. G. Quintero, .“Evaluación del desempeño de diferentes configuraciones para un sistema de generación de potencia con base en motor de combustión interna integrado a un sistema de gasificación de biomasa.” 2017.spa
dc.relation.referencesErnesto Torres Quintero, "Investigación en pequeñas centrales en Colombia,".spa
dc.relation.referencesF. Königsson, On combustion in the CNG-diesel dual fuel engine, vol. 2014:08. Stockholm: Industrial Engineering and Management KTH Royal Institute of Technology Stockholm, 2014.spa
dc.relation.referencesF. O. C. González, “avaliação do desempenho de um sistema integrado motor ciclo otto/gaseificador co-corrente utilizando modelagem matemática.” 2010.spa
dc.relation.referencesFINAGRO, "Producción de caña,".spa
dc.relation.referencesFraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE, "Photovoltaics report," Report, 2019.spa
dc.relation.referencesH.N. Gupta, H.N. Gupta Fundamentals of Internal Combustion Engines Prentice Hall of India Pvt.Ltd  2006.spa
dc.relation.referencesI. USAENE LLC, "Determinación de Inversiones y Gastos de Administración, Operación y Mantenimiento para la actividad de Generación en Zonas No Interconectadas con Plantas Térmicas," "", 2013.spa
dc.relation.referencesInstituto de planificación y promoción de soluciones energéticas para zonas no interconectadas. Available: www.ipse.gov.co/ipse/quienes-somos.spa
dc.relation.referencesIPSE-GI-F06, "Informe mensual de telemetría,".spa
dc.relation.referencesJ. D. Hernández Morales, "Evaluación Técnica Y Financiera Para La Implementación De Un Sistema Solar Fotovoltaico En El Servicio Nacional De Aprendizaje Sena, Sede Floridablanca." , Universidad Autónoma de Bucaramanga, 2019.spa
dc.relation.referencesJ. K. Ratnadhariya and S. A. Channiwala, “Three zone equilibrium and kinetic free modeling of biomass gasifier – a novel approach,” Renew. Energy, vol. 34, no. 4, pp. 1050–1058, 2009.spa
dc.relation.referencesJ. Lasocki, M. Bednarski, and M. Sikora, “Simulation of ammonia combustion in dual-fuel compression-ignition engine,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 214, p. 12081, 2019.spa
dc.relation.referencesJohn R. Howell, Richard O. Buckius, Principios De Termodinámica Para Ingeniería. McGraw Hill, 1990.spa
dc.relation.referencesK. K. C. K. Perera et al, "Converting existing Internal Combustion Generator (ICG) systems into HESs in standalone applications," Energy Conversion and Management, vol. 74, pp. 237-248, 2013. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890413002823. DOI: 10.1016/j.enconman.2013.05.022.spa
dc.relation.referencesM. Abou Al-Sood, M. Ahmed, and Y. Abdel-Rahim, “Rapid thermodynamic simulation model for optimum performance of a four-stroke, direct-injection, and variable-compression-ratio diesel engine,” Int. J. Energy Environ. Eng., vol. 3, no. 1, pp. 1–13, 2012.spa
dc.relation.referencesM. C. Sáiz Manzanares, "Unidad 1," 2018.spa
dc.relation.referencesM. David Burghardt, Ingeniería Termodinámica. (segunda ed.) 1984.spa
dc.relation.referencesM. David Burghardt, James A. Harbach, Engineering Thermodynamics HarperCollins College. 1993.spa
dc.relation.referencesM. Sadeghi, A. Chitsaz, S. M. S. Mahmoudi, and M. A. Rosen, “Thermoeconomic optimization using an evolutionary algorithm of a trigeneration system driven by a solid oxide fuel cell,” Energy, vol. 89, pp. 191–204, 2015.spa
dc.relation.referencesMinisterio de agricultura y desarrollo rural, "Decreto 893 2017," "May 28, ", 2017.spa
dc.relation.referencesMinisterio de hacienda y crédito público, "Decreto 1915 2017," "Nov 22, ", 2017.spa
dc.relation.referencesMinisterio de hacienda y crédito público, "Decreto 413 2018," "Mar 02, ", 2018.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulación de Energía y Gas, "CREG 038 2014," "Mar 20, ", 2014.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulación de Energía y Gas, "CREG 038 2018," "May 04, ", 2018.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulación de Energía y Gas, "CREG 076 2016," "May 25, ", 2016.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulación de Energía y Gas, "CREG 087 2018," "Aug 02, ", 2018.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulación de Energía y Gas, "CREG 154 2017," "Nov 10, ", 2015.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía and Comisión de Regulacón de Energía y Gas, "CREG 027 2014," 2014.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía, "Decreto 1623 2015," "Aug 11, ", 2015.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía, "Decreto 348 2017," "Mar 01, ", 2017.spa
dc.relation.referencesMinisterio de Minas y Energía, "Resolución 180961," 2004.spa
dc.relation.referencesN. D. Kaushika, A. Mishra, and A. K. Rai, Solar Photovoltaics: Technology, System Design, Reliability and Viability. Cham: Springer, 2018.spa
dc.relation.referencesN. J. R. Ballesteros, “Análisis exegético de un motor de combustión interna Diésel.” Unpublished, 2013.spa
dc.relation.referencesNational Renewable Energy Laboratory, "Cost and performance data for power generation technologies," 2012.spa
dc.relation.referencesNIST. (). Dodecane, National institute of Standars and Technology. Available: https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C112403&Mask=200.spa
dc.relation.referencesPrabir Basu, Biomass Gasification. 2010.spa
dc.relation.referencesR. Budhathoki, “Three zone modeling of downdraft biomass gasification: equilibrium and finite kinetic approach.” 2013.spa
dc.relation.referencesRama legislativa, "Ley 1819 2016," Diario Oficial, "Dec 29, ", 2016.spa
dc.relation.referencesS. Bhaduri et al, "HCCI engine operated with unscrubbed biomass syngas," Fuel Processing Technology, 2017. Available: http://hdl.handle.net/2078.1/183119. DOI: 10.1016/j.fuproc.2016.10.011.spa
dc.relation.referencesS. Pérez Súa, "Influencia de los parámetros de ajuste de un sistema “dual-fuel” sobre la operación y el desempeño de un motor diésel usado para generación en un campo petrolero," 2015.spa
dc.relation.referencesS. Vakalis, C. Caligiuri, K. Moustakas, D. Malamis, M. Renzi, and M. Baratieri, “Modeling the emissions of a dual fuel engine coupled with a biomass gasifier-supplementing the Wiebe function,” Environ. Sci. Pollut. Res. Int., vol. 25, no. 36, pp. 35866–35873, 2018.spa
dc.relation.referencesSuperintendencia de servicios públicos y domiciliarios, "Diagnóstico de la prestación del servicio de energía eléctrica," 2018.spa
dc.relation.referencesT. Khatib et al, "Optimal sizing of building integrated hybrid PV/diesel generator system for zero load rejection for Malaysia," Energy & Buildings, vol. 43, (12), pp. 3430-3435, 2011. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778811003963. DOI: 10.1016/j.enbuild.2011.09.008.spa
dc.relation.referencesUniversidad Nacional de Colombia and Grupo de Investigación en Combustibles Alternativos , Energía, y Protección del Medio Ambiente, "Equivalencia Energética, GNV-Diésel. Anexo A,".spa
dc.relation.referencesUPME, "Costos indicativos de generación eléctrica en Colombia," 2003.spa
dc.relation.referencesUPME, "Proyección de precios de los energéticos para generación eléctrica," 2016.spa
dc.relation.referencesW. N. W. Mansor, “Dual fuel engine combustion and emissions an experimental investigation coupled with computer simulation,” UFZ, Leipzig, 2014.spa
dc.relation.referencesZ. A. Zainal et al, "Prediction of performance of a downdraft gasifier using equilibrium modeling for different biomass materials," Energy Conversion and Management, vol. 42, (12), pp. 1499-1515, 2001. Available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890400000789. DOI: 10.1016/S0196-8904(00)00078-9.spa
dc.contributor.cvlacPacheco Sandoval, Leonardo Esteban [0001478220]*
dc.contributor.googlescholarPacheco Sandoval, Leonardo Esteban [yZ1HEiIAAAAJ]*
dc.contributor.orcidPacheco Sandoval, Leonardo Esteban [0000-0001-7262-382X]*
dc.contributor.researchgatePacheco Sandoval, Leonardo Esteban [Leonardo-Esteban-Pacheco-Sandoval]*
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembBiomasaspa
dc.subject.lembGeneradores de energía fotovoltaicaspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThis project carries out an energetic-environmental evaluation for hybrid systems integrating solar panels, diesel generator and biomass gasifier without batteries, by means of a simulation model, the model is in function of the load and ambient conditions (temperature, irradiation, humidity and pressure). There are five scenarios: Diesel generator, diesel generator operating in bi-fuel mode with synthesis gas and the hybrid system varying the peak power of the photovoltaic component (6.21, 12.5, 18.54 kW), are compared to each other for the same load profile, the results show that the hybrid system decreases emissions between 62 to 66% compared to the base scenario (standalone diesel system) with a LCOE of 0279, 0.2798 and 0.2756 USD/kWh (6.21, 12.5 and 18.54 kW peak power photovoltaic component respectively); for the second scenario (diesel Generator bi-fuel mode) the emissions are reduced 57% compared to the first scenario with a LCOE of 0269 USD/kWheng
dc.subject.proposalIngeniería en energíaspa
dc.subject.proposalGasificaciónspa
dc.subject.proposalSistema híbridospa
dc.subject.proposalModelo de simulaciónspa
dc.subject.proposalCosto nivelado de energíaspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


Files in this item

Thumbnail
Name:
2019_Tesis_Enmanuel_Alberto_Du ...
Size:
1.338Mb
Format:
PDF
Description:
Tesis
View/Open
Thumbnail
Name:
2019_Presentacion_Enmanuel_Alb ...
Size:
830.7Kb
Format:
PDF
Description:
Presentación
View/Open
Thumbnail
Name:
Anexos.zip
Size:
947.6Kb
Format:
Unknown
Description:
Anexo
View/Open
Thumbnail
Name:
2019_Licencia_Enmanuel_Duarte.pdf
Size:
301.1Kb
Format:
PDF
Description:
Licencia
View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Except where otherwise noted, this item's license is described as Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia