Development of a modeling tool for simulating electricity demand and on site PV power production in high time resolution: Applications in Costa Rica

Abstract

Con el fin de apoyar de manera sostenible los múltiples sistemas de energía, las estrategias de mejoramiento de sistemas de eficiencia energética implican la integración y aplicación de herramientas de análisis de energía urbanas. Los sistemas de energía, como la energía solar intermitente, requieren investigación sobre la capacidad de adaptación entre la demanda y la producción. El análisis de coincidencia de energía requiere de fuentes de error mínimas, con el fin de obtener resultados más puntuales. En ciertas aplicaciones de simulación de energía, el intervalo de tiempo de uso común es de una hora, sin embargo, estudios han demostrado que esto puede ser una fuente significativa de error. Por ende, para la identificación del impacto que tiene la frecuencia temporal en las simulaciones, se crearon modelos holísticos en alta resolución. Con estos modelos, se pretende la representación y obtención de resultados más precisos y exactos. El modelo de producción de energía fotovoltaica generada in-situ, se basa en un modelo desarrollado por el grupo de investigación Energy Effcient and Smart Cities (EESC). Datos pertinentes, tales como la radiación incidente y la radiación global se obtuvieron del software Meteonorm. Para la elaboración del modelo de alta resolución de la demanda eléctrica doméstica, el modelo desarrollado por Centre for Renewable Energy Systems Technology of Loughborough University, fue utilizado y modificado usando información pertinente de Costa Rica. Estos modelos, implican módulos fotovoltaicos con producción energética in-situ y representan adecuadamente la demanda de electricidad doméstica. Por lo tanto, el cálculo de los análisis de la capacidad de adaptación de energía pudo ser efectuado. Dichos cálculos involucran los índices OEF y OEM, que se refieren a la fracción de energía in situ y la coincidencia de energía en las instalaciones, respectivamente. Mediante estos cálculos, se mostró que el uso de las resoluciones más gruesas en el análisis de energía conduce a la sobreestimación, y a su vez el porcentaje de error incrementa.

Keywords

• Alta resolución; frecuencia temporal; modelo de consumo eléctrico residencial; producción de energía solar in situ; índices de energía.