Jairo Alberto Valencia LlanosMara Camila Ferreira Pascuas

PROYECCIN DE DEMANDA DE ENERGA EN ZONASAISLADAS, UTILIZANDO MODELAMIENTO LEAP (LONGRANGE ENERGYALTERNATIVES PLANNING SYSTEM)

CONTENIDO

ASPECTOS INTRODUCTORIOS DEFINICION IDENTIFICACION DEL PROBLEMA MODELAMIENTO DE LA DEMANDA ENERGETICA CARACTERIZACION DE LA DEMANDA DE ENERGIA MAPA CONCEPTUAL DE LA METODOLOGA

UTILIZADA EN EL MODELAMIENTO DESCRIPCION DETALLADA DE CONSUMOS

ENERGETICOS ESTRUCTURA DE DATOS CARACTERIZACIN ENERGTICA ANALISIS DE DEMANDA DISCUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES

Este articulo documenta el anlisis para determinar la proyeccinde la demanda de energa elctrica en las zonas remotas. Parael caso especfico de Santa Cruz el Islote,se aplic la herramienta de modelamiento lineal-LEAP paraobtener una mejor aproximacin del comportamiento real de laenerga consumida en zonas aisladas que no tienen registroshistricos. Los resultados finales buscan optimizar los sistemasde produccin de energa bajo estndares sostenibles

ASPECTOS INTRODUCTORIOS

LEAP es un programa de planeamiento energtico integrado,cuyo principal objetivo consiste en brindar un soporte confiableen el desarrollo de estudios donde se representa la matrizenergtica de un escenario muestral, este modelo de simulacines del tipo bottom-up, es decir su fundamento es el enfoquedetallado de las caractersticas tanto del lado de la oferta(caractersticas tcnicas de equipos de generacin de energa )como de lado de la demanda (detalle de censos de carga ,factores de demanda energtica, energa consumida en losequipos elctricos en las unidades residenciales o centros deconsumo de cargas)

DEFINICION

Pocas horas de prestacin de servicio de energa en las zonasaisladas.

Carencia de informacin detallada que pueda determinar elcrecimiento del consumo energtico de forma confiable.

Afectacin de actividades econmicas

Infraestructura energtica deficiente

IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

MODELAMIENTO DE LA DEMANDA ENERGETICA

Para efectos prcticos e interpretativos de la aplicacin delSoftware, se tuvieron en cuenta criterios bsicoshistricamente aplicados en proyecciones de demanda:

EnergaDemanda energtica totalCrecimiento de la demandaRecursos energticosBalance energtico oferta/demandaCuadro de cargas que se detallan a continuacin

Datos principales de entrada Usuarios residenciales: 100

Usuarios Comerciales: 5

Usuarios Institucionales: 2

Habitantes: 800

Energtico coccin: Lea

Actividad econmica: Pesca

Horas de prestacin de servicio actual de energa: 5

Fuente energtica: Disel

CARACTERIZACION DE LA DEMANDA DE ENERGIA

N 0945 0 , W 7551 0

MAPA CONCEPTUAL DE LA METODOLOGA UTILIZADA EN EL MODELAMIENTO

DESCRIPCINDE COLUMNAS

Primera columnamuestra la descripcinde los equiposelctricos de consumo

Segunda: indica elconsumo especfico deequipos expresado envatios (W)

Tercera: contiene lacantidad total deequipos por tipos deuso implementados encada sector

Cuarta: indica lacantidad promedio deequipos por usuarioobtenida mediante ladivisin entre lacantidad de equipossegn su tipo y elnmero de usuarios

DESCRIPCION DETALLADA DE CONSUMOS ENERGETICOS

DESCRIPCIN DE COLUMNAS

Quinta: describe el usode los equipos elctricosen tiempo diario (Hrs)

Sexta: indica el consumoenergtico especfico enkW por da obtenido de lamultiplicacin delconsumo especfico decada equipo elctrico enKw por las horas de usodel mismo

La ltima columna elconsumo energticoespecfico de cadaequipo en kW por 365das dividido por elnmero de usuarios.

DESCRIPCION DETALLADA DE CONSUMOS ENERGETICOS

rbol de demanda representa una caracterizacin energtica, decada tipo de usuario para establecer los porcentajes departicipacin por consumo energtico y por tecnologa de uso

ESTRUCTURA DE DATOS

CARACTERSTICAS DE LOS USUARIOS RESIDENCIALES

Todos los usuarios estnconectados a la red y usanelectricidad para iluminacin yotros artefactos elctricos.

El 25% de los usuariosresidenciales se ilumina conkerosene.

Un hogar promedio consume eniluminacin 87,6 kwh/ao

El 22% de los hogares tienenneveras y consumen 292kwh/ao por hogar.

Cada hogar consume enpromedio 496,5 kW para elfuncionamiento de otrosartefactos elctricos

De otros equipos se excluye tv,ventilador y equipos de sonidopor la importancia de estosequipos en el aporte energticode la demanda y en el confort deacuerdo al medio cultural.

En el ao base no hay equiposde aire acondicionado en loshogares, se esperara suimplementacin en los aossiguientes.

El 30% de la poblacin cocinacon gas y el resto con lea,todos los hogares tienen un solotipo de cocina.

CARACTERIZACIN ENERGTICA

CARACTERSTICAS DE LOS USUARIOS COMERCIALES

El 100% de usuarioscomerciales tienenneveras y consumen enpromedio por usuariopor ao de 2733 kW.

El 20% de los usuarioscomerciales tienen otrosequipos comerciales yconsumen 1679 kWh-ao.

El servidor de internetse excluye del consumode otros equipos debidoa es una posibilidad deincremento futuro.

CARACTERIZACIN ENERGTICA

CARACTERSTICAS DE LOS USUARIOS PBLICOS

El 50% de los usuariospblicos es el centro de salud.

Otros artefactos mdicosconsumen 6059 kWh/ao.

El 16% de la iluminacin esperimetral y consume 58,4kWh/ao y el restante esinterior

Aire acondicionado consume1022 kWh/ao

CARACTERIZACIN ENERGTICA

Centro de Salud

Centro de Educativo El 50% de los usuarios

pblicos es el centroeducativo.

Otros artefactos educativosms tomas comunesconsumen 4350 kwh/ao.

El 100% de la iluminacin esinterior.

Los ventiladores consumenen promedio 1168 kWh/ao

Escenario de Referencia En esta etapa se considera laevolucin proyectada de la demandaen los sectores residenciales,comercial y pblico, teniendo encuenta algunas variables y datoscomparativos de comportamientoincremental de demandasenergticas en comunidadessimilares

ANALISIS DE DEMANDA

Los usuarios residenciales crecern enun 0,3 % anual, este crecimiento seobserva en la imagen 10 comovisualizacin grafica realizada por elsoftware.

Debido al aumento de ingresoseconmicos se espera que haya unincremento anual del 1% en laintensidad energtica para iluminacinelctrica.

Debido a ingresos superiores, laintensidad energticas de neverasaumenta en un 10% para el 2018

La cantidad de neveras aumenta en un5% anual.

El usos de otros equipos elctricosdomsticos y otros artefactos elctricoscrecer a un ritmo del 2% anual.

Se espera que en el 2018, el 15% de lapoblacin tenga aires acondicionados.

Se espera que debido al incremento deiluminacin elctrica, el uso de laslmparas de Kerosene disminuir en un15% anual hasta el ao 2015 y para losaos restantes el decrecimiento escero.

Sector Residencial

Tendencias en zonas de este tipo

Los usuarios comerciales tendrn uncrecimiento general de un 20 %anual, con los siguientescrecimientos particulares: Sevicio de Internet, 10% anual. Refrigeradores, 2% anual En equipos de sonido el

crecimiento esperado para el 2016es del 20%

En otros artefactos elctricos del5% anual.

Sector comercial

Sector publicoPara los dos usuarios pblicos no seespera mayor cambio en la totalidaddel periodo de anlisis La iluminacin del centro de

salud se incrementar en un 2%anual y los equipos mdicosentraran en operacin a partir del2014

En el centro de salud el mayorcrecimiento en el gastoenergtico, se espera en equiposmdicos debido a la entrada enoperacin de un compresor deodontologa.

Crecimiento de consumo especfico en el centro de salud

Crecimiento de consumo especfico en la Institucin educativa

Visualizacin de resultados

Una vez introducidos todos losdatos tanto en los escenariosbases y de referencia, el LEAPsimula los comportamientos decrecimiento de demandaenergtica durante el periodo deanlisis obteniendo tendencias.

ASPECTOS GENERALES

crecimiento de consumo energtico sector residencial

crecimiento de consumo energtico sector comercial

Anlisis de resultados

RESULTADOS DE PROYECCIN

Los resultados de proyeccin dedemanda nos muestran que elcrecimiento del consumo energticopor usuario para el ao final esmoderado, a excepcin de losusuarios pblicos que como secoment no se espera crecimiento, loanterior es coincidente con lascaractersticas socio econmica de lazona de estudio, las siguientesimgenes detallan los consumosenergticos en kWh/usuario/ao y sutendencia.

Crecimiento de consumo energtico sector comercial

Cuantificacin del crecimiento en cada sector

Cuantificacin del crecimiento en el sector residencial

Cuantificacin del crecimiento en el sector publico

Anlisis de resultados

Comparacin consumoinicial y finalEn lo referente al uso deelectricidad en todos los sectoresde consumo en el ao 2018, encomparacin con el ao 2013, seobserva un panorama incrementalen el sector residencial ycomercial.Este comportamiento escongruente con las tendenciasesperadas, dado que el consumoenergtico tambin es funcin delcrecimiento poblacional y de lasexpectativas de mejoramiento decalidad de vida que hacennecesario la adquisicin de msequipos de consumo.Usos predominantes porsectorPara efectos de realizar unanlisis ms detallado de laparticipacin de los usosenergticos en el comportamientode la demanda de energa, LEAPmuestra que para el sectorresidencial hay un predominio deconsumo de lea y gas paracoccin en el ao 2018.

Comparacin de consumos ao inicial y final en cada sector

Comparacin de consumos especficos ao inicial y final en el sector residencial

Anlisis de resultadosCOMPARACINCONSUMO INICIAL YFINAL SECTORCOMERCIAL

En el sector comercial, LEAP nosmuestra que el uso energticopredominante para el ao 2018 esla electricidad utilizada ensistemas de refrigeracin, esteincremento se debe a lanecesidad permanente de lapoblacin de mantener refrigeradosus productos obtenidos conbase a la pesca la cual es una desus actividades econmicasprincipales.

COMPARACINCONSUMO INICIAL YFINAL SECTOR PBLICOEl uso energtico predominanteque se consume en el sectorpblico para el ao 2018 es laelectricidad utilizada en otrosartefactos educativos.

Comparacin de consumos especficos ao inicial y final en el sector comercial

Comparacin de consumos especficos ao inicial y final en el sector publico

DISCUSIONES Y RECOMENDACIONES

ASPECTOS PRINCIPALES Crecimientos de los consumos

energticos estn relacionadoscon las caractersticas socio-econmicas de la regin.

El sistema energtico actualpresenta una baja eficienciaoperativa con 4 horas deprestacin de servicio.

Alternativa de solucin segndisponibilidad de recursosenergticos.

Se determina capacidad de 45Kw en energa trmica y100Kwp para la planta solarfotovoltaica.

Es importante mencionar queel componente de energarenovable se adicionara alsistema de transmisin un aodespus del ao base (2013).

Con la nueva solucinimplementada, se observa quepara el ao base toda lageneracin elctrica esaportada por la planta disel, apartir del ao 2014.

Capacidad de generacin propuesta en sistema energtico optimizado

Comparacin de resultados de energa entregada antes y despus de la solucin hibrida

Los resultados obtenidos con el software LEAP nos permitieronconocer el comportamiento en el crecimiento de la demanda deenerga y con base a los mismos proponer una solucinenergtica optimizada para Santa Cruz el Islote, haciendo uso delas fuentes no convencionales y estableciendo diferentesescenarios bajo el supuesto de crecimiento de demanda deenerga basados en comportamientos evidenciados enlocalidades con caractersticas socioeconmicas similares.

CONCLUSIONES

La visualizacin grafica como producto del modelamiento conLEAP, indica que existe un comportamiento de uso incrementalde energticos contaminantes como la lea y el gas en el sectorde mayor consumo que es el residencial, estos energticospueden ser sustituidos en la integralidad de una propuesta deimplementacin de un sistema energtico hibrido que combinediferentes fuentes energticas, que en este caso son energasolar fotovoltaica y energa trmica basada en combustible disel

CONCLUSIONES

La solucin energtica propuesta es considerada convenientedado que cumple con el balance energtico entre la generacinde energa elctrica y el consumo energtico de la localidad,adicionalmente se obtendran beneficios ambientales, socialesque mejoraran las condiciones de vida de los habitantes.

CONCLUSIONES

la proyeccin de la demanda de energa es un factor importantepara el dimensionamiento de las infraestructuras de los sistemasenergticos y que la metodologa utilizada en el programa LEAPpermite aproximarnos de una manera sustancial a uncrecimiento real de los consumos, a su vez se determinamos elplaneamiento de los sistemas energticos como una actividadcuyo objetivo es adecuar bajo el criterio de eficiencia econmicauna infraestructura elctrica en concordancia con loscrecimientos futuros de la demanda, garantizando un suministrode energa con unos niveles de confiabilidad y calidaddeterminados.

CONCLUSIONES