Diseño de un sistema híbrido solar-eólico para cubrir parte de la demanda energética en áreas comunes de edificios multifamiliares

Abstract

El presente estudio tuvo como objetivo principal diseñar un sistema híbrido solar-eólico para abastecer parte de la demanda energética en áreas comunes de edificios multifamiliares en el distrito de Pimentel, Perú. Para lograr este objetivo, se realizaron los siguientes pasos: En primer lugar, se evaluaron los recursos solares y eólicos disponibles en la zona, usando la plataforma POWER DATA ACCESS VIEWER obteniendo 6,82 m/s y 7,005 kW/m^2/día como datos promedios de la velocidad del viento y la irradiancia solar respectivamente. Posteriormente, se procedió a calcular la demanda máxima que existe en las áreas comunes del proyecto, realizando un cálculo basado en el código nacional de electricidad utilización obteniendo 8 600,00 Watts, además se dimensionaron los componentes. El sistema constó de 14 paneles solares, un aerogenerador y un inversor, además de los componentes de protección y control. Se estimó la cantidad de energía renovable cubierta en áreas comunes del edificio y se realizó el diagrama de oferta vs demanda, llegando a abastecer con 97 745,15 Wh de Energía en el día. Además, se realizó un listado de precios y el análisis económico correspondiente obteniendo un 64534,30/s. y 22% para el VAN y TIR respectivamente. Los resultados obtenidos en este estudio proporcionan información relevante para la implementación de sistemas híbridos solar-eólicos en edificios multifamiliares del distrito de Pimentel. Se espera que estos resultados incentiven la adopción de fuentes de energía limpia y sostenible, contribuyendo así a la reducción de la huella ambiental y a la promoción de la energía renovable.

The main objective of this study was to design a hybrid solar-wind system to supply part of the energy demand in common areas of multi-family buildings in the Pimentel district of Peru. To achieve this objective, the following steps were carried out: First, the available solar and wind resources in the area were evaluated using the POWER DATA ACCESS VIEWER platform, obtaining average wind speeds of 6.82 m/s and solar irradiance of 7.005 kW/m²/day. Next, the maximum demand in the common areas of the project was calculated based on the Peruvian National Electrical Code, resulting in a value of 8,600 Watts. The components were then sized. The system consisted of 14 solar panels, a wind turbine, and an inverter, in addition to the necessary protection and control components. The amount of renewable energy supplied to the building's common areas was estimated, and a supply-demand diagram was created, showing a daily energy consumption of 97,745.15 Wh. In addition, a price list and corresponding economic analysis were conducted, yielding a net present value (NPV) of 64,534.30 and an internal rate of return (IRR) of 22%. The results obtained in this study provide relevant information for the implementation of hybrid solar-wind systems in multi-family buildings in the Pimentel district. It is hoped that these results will encourage the adoption of clean and sustainable energy sources, thus contributing to a reduction in the environmental footprint and the promotion of renewable energy.