Diseño de un sistema híbrido de generación en un huerto de moringa oleifera

Abstract

Resumen (Español): En la actualidad, más de 1300 millones de personas no cuentan con acceso a la electricidad en el mundo y otras 1000 millones cuentan con un acceso poco fiable. Este proyecto se traslada a Gambia, país en el que el ralentizado progreso en la ampliación del grid y la pobreza energética imposibilitan el abastecimiento de las zonas rurales, viéndose obligados a la utilización desmesurada e insegura de combustibles fósiles. Bajo este contexto, la generación energética descentralizada parece significar una oportunidad de transición hacia la electrificación del país, partiendo desde las principales actividades nacionales. Un huerto de 0.25ha en Muritabeh, un pequeño pueblo de Gambia, resulta en una interesante localización para implantar un sistema autoabastecido de generación, estimando un consumo local aproximado de 1263kWh al año para el tratamiento de Moringa oleifera. La energía solar fotovoltaica se selecciona como fuente de generación principal, con una potencia mínima a instalar de 4.5kW. Las alternativas para su generación auxiliar son, por un lado, la utilización de baterías de litio, que logra abastecer un 80% del consumo con la incorporación de 2kWh sobre una potencia fotovoltaica de 4.5kW, y, por el otro lado, un sistema ORC de aprovechamiento de biomasa que, dada su limitada producción, apenas consigue un 87% de abastecimiento con su soporte al sistema fotovoltaico. Las condiciones locales son entonces valoradas para concluir que para un completo abastecimiento es necesario reemplazar la etapa de deshidratación artificial y reducir el consumo local, o bien incorporar la tecnología ORC sobre el sistema solar de 4.5kW de capacidad fotovoltaica y 2kWh en baterías. De esta manera, el sistema consigue alcanzar un abastecimiento del 121% respecto al consumo, con una hibridación que permite además una mayor flexibilidad y proporcionalidad respecto a la producción local.

Gaur egun 1300 milloi pertsona baino gehiagok ez dauka elektrizitatehornikuntzariketa beste 1000 milloi pertsonek segurtasun murritzekoa daukate. Proiektu hau Gambian ezartzen da, non grid-aren hedapenmotelaketa energia pobreziakarazo bat adierazten dutenisolaturiko zonaldeentzat, seguruak ez diren erregaiak erabiltzera derrigortuz. Horren ondorioz, deszentralizaturiko energia distribuzioa Gambiaren elektrifikaziorako trantsiziozko pausuan bihurtu daiteke, herrialdean ohikoenak diren jardueretatik hasita. Gambiankokaturiko 0.25ha-ko ortu bat, Muritabeh izeneko herri txiki batean, autohornikuntzarako sistema bat diseinatzeko leku aproposmoduanerabaki da, urtero 1263kWh-kokontsumoa egonik bertako Moringa oleiferalandarea tratatzeko.Energia sorrerarakooinarri moduan, eguzki-energia fotovoltaikoa erabiltzea erabaki da, gutxieneko 4.5kW-ko potentziadun sistema aukeratuz.Honen atzetik, euskarri moduan lan egin dezan, bi aukeraaztertudira. Alde batetik litio baterien erabilera, 2kWh-ko edukiera duen bateria 4.5kW-ko potentziadun sistema fotovoltaikoan ezarriz kontsumoaren %80-ko hornidura lortuz. Beste aldetik, bertan sortutako biomasa aprobetxatzeko tenperatura baxuko ORC sistema ezarriz, eguzki-energiarekin bat egin eta %87-ko hornidura lortuz.Bertako baldintzak hartzen dira orduan kontutan eta erabateko hornidura lotzeko artifizialki ezarritako lehorketa etapa ordezkatu egin behar dela edo ORC sistema eta fotovoltaiko-bateria sistema bat egin behar direla ondorioztatu da. Modu honetan, kontsumoarekiko %121-ko ahalmena duen sistema lortu da, flexibilitate eta proportzionaltasun handiagoa errazten dituen sistemaren hibridazioaren bidez.

Currently, more than 1.3 billion people in the world do not have access to electricity and and 1 billion more have unreliable access. This project moves to the Gambia, a country where slow progress in expanding the grid and energy poverty make it impossible to supply rural areas, being forced to use fossil fuelsunrulyand riskily. In this context, decentralized energy generation seems to represent a transition optiontowards the electrification of the country, starting from the main national activities. A0.25haMoringa oleiferacultivationin Muritabeh, a small town in the Gambia, is an interesting location to implement a self-sufficient generation system, estimating an approximate local consumption of 1263kWh per year. Photovoltaic solar energy isthenselected as the main generation source, with a minimum installed powerof 4.5kW. The alternatives for its auxiliary generation are, on the one hand, the use of lithium batteries, which manages to supply 80% of the consumption with the incorporation of 2kWh on a photovoltaic power of 4.5kW, and, on the other hand, an ORC system usinglocally producedbiomass which, due toits limited production, barely achieves an 87% supply with its support to the photovoltaic system. The local conditions are then evaluated to conclude that for a complete supply it is necessaryeitherto replace the artificial dehydration stepand reduce local consumption, or to incorporate ORC technology on the solar system of 4.5kW of photovoltaic capacity and 2kWh in batteries. In this way, the system achieves a supply of 121% with respect to consumption, stimulatinga hybridization that also allows greater flexibility and proportionality with respect to local production.