Método de dimensionamiento de baterías para microrredes: un caso de aplicación en Colombia
Autores: Zamora-Muñoz, Andres Felipe; Orozco-Gutierrez, Martha Lucia; Lopez-Santiago, Dany Mauricio; Montenegro-Oviedo, Jhoan Alejandro; Ramos-Paja, Carlos Andres
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de dimensionamiento de baterías para microrredes: un caso de aplicación en Colombia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Microrredes
Sistema de almacenamiento de energía de baterías
Análisis coste-beneficio
Algoritmo de optimización
Microrredes aisladas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La introducción de fuentes de energía renovable en microredes aumenta la fiabilidad energética, especialmente en comunidades pequeñas que operan desconectadas de la red eléctrica principal. Un sistema de almacenamiento de energía con baterías (BESS) juega un papel importante en las microredes porque ayuda a mitigar los problemas causados por la variabilidad de las fuentes de energía renovable, como la demanda no atendida y la inestabilidad de voltaje. Sin embargo, un BESS aumenta el costo de una microred debido a la inversión inicial y al mantenimiento, requiriendo un análisis de costo-beneficio para determinar su tamaño para cada aplicación. Este documento aborda este problema formulando un método que combina enfoques económicos y técnicos para proporcionar relaciones favorables entre costos y rendimientos. Se utiliza la programación lineal entera mixta (MILP) como algoritmo de optimización para dimensionar BESS, que se aplica a una comunidad aislada en Colombia ubicada en Isla Múcura. Los resultados indican que el BESS óptimo requiere una potencia máxima de 17.6 kW y una capacidad de 76.61 kWh, que es significativamente más pequeña que el sistema existente de 480 kWh. Así, se obtiene una reducción del 83.33% en el número de baterías. Este tamaño optimizado reduce los costos operativos mientras mantiene la fiabilidad técnica. El método propuesto tiene como objetivo resolver un problema importante relacionado con la política estatal y la universalización de los servicios eléctricos, proporcionando más oportunidades a los tomadores de decisiones para minimizar los costos y esfuerzos en la implementación de sistemas de almacenamiento de energía para microredes aisladas.
Descripción
La introducción de fuentes de energía renovable en microredes aumenta la fiabilidad energética, especialmente en comunidades pequeñas que operan desconectadas de la red eléctrica principal. Un sistema de almacenamiento de energía con baterías (BESS) juega un papel importante en las microredes porque ayuda a mitigar los problemas causados por la variabilidad de las fuentes de energía renovable, como la demanda no atendida y la inestabilidad de voltaje. Sin embargo, un BESS aumenta el costo de una microred debido a la inversión inicial y al mantenimiento, requiriendo un análisis de costo-beneficio para determinar su tamaño para cada aplicación. Este documento aborda este problema formulando un método que combina enfoques económicos y técnicos para proporcionar relaciones favorables entre costos y rendimientos. Se utiliza la programación lineal entera mixta (MILP) como algoritmo de optimización para dimensionar BESS, que se aplica a una comunidad aislada en Colombia ubicada en Isla Múcura. Los resultados indican que el BESS óptimo requiere una potencia máxima de 17.6 kW y una capacidad de 76.61 kWh, que es significativamente más pequeña que el sistema existente de 480 kWh. Así, se obtiene una reducción del 83.33% en el número de baterías. Este tamaño optimizado reduce los costos operativos mientras mantiene la fiabilidad técnica. El método propuesto tiene como objetivo resolver un problema importante relacionado con la política estatal y la universalización de los servicios eléctricos, proporcionando más oportunidades a los tomadores de decisiones para minimizar los costos y esfuerzos en la implementación de sistemas de almacenamiento de energía para microredes aisladas.