Capitulo 2. Tecnologías empleadas en la Generación Distribuida - Sistemas de Generacion Distribuida

1. 8082139
Sistemas de Generación Distribuida
TEMA 2
Tecnologías Empleadas en
G ió Di t ib idGeneración Distribuida
Prof. Francisco M. Gonzalez-Longatt
fglongatt@ieee.org
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org
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Sistemas de Generación Distribuida
TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
http://www.giaelec.org/fglongatt/SistGD.html

2. Contenido
Capitulo II. Generación Distribuida: una introducción.
• Clasificación de las fuentes de generación distribuida:• Clasificación de las fuentes de generación distribuida:
fuentes renovables y no renovables.
• Estado del arte de las tecnologías comercialmenteEstado del arte de las tecnologías comercialmente
disponibles de generación distribuida: Sistemas
basados en motores diesel, Turbinas de combustión,
Sistemas fotovoltaicos, Micro turbinas, Celdas de
combustible, Sistemas de conversión de energía del
iviento.
• Características, ventajas y desventajas, costos,
fi i i
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eficiencia.

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Sistemas de Generación Distribuida
Clasificación de las
fuentes de generación
di t ib iddistribuida
Clasificación de las Fuentes de Generación Distribuida: Dos
enfoques
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4. Clasificación de las FGD
• La generación distribuida, comprende sólo a ciertas
tecnologías aplicadas a la conversión de energíatecnologías aplicadas a la conversión de energía
primaria en electricidad.
• Algunas de estas tecnologías no son nuevas sino queg g q
por el contrario, son tecnologías maduras que tienen
tiempo en el mercado.
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5. Clasificación de las FGD
• Algunas tecnologías empleadas para la conversión de
energía en la generación distribuida, están basadas enenergía en la generación distribuida, están basadas en
el uso de combustibles fósiles (motores de
combustión interna, turbinas de combustión y algunas
celdas de combustible), las cuales poseen emisiones
contaminantes al medio ambiente.
Tecnología Tamaño típico disponible por modulo
Turbinas a Gas de Ciclo Combinado 35–400 MW
Motores de Combustión Interna 5kW 10 MWMotores de Combustión Interna 5kW–10 MW
Turbinas de Combustión 1–250 MW
Micro-Turbinas 35 kW–1MW
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6. Clasificación de las FGD
• Otras tecnologías emplean fuentes de energía
renovable que comprenden recursos que no estánrenovable que comprenden recursos que no están
sujetos a la depreciación.
Tecnología Tamaño típico disponible por modulo
Pequeñas Hidros 1–100 MWPequeñas Hidros 1 100 MW
Micro Hidros 25 kW–1MW
Turbinas de Eólicas 200 Watt–3MW
Arreglos Fotovoltaicos 20 Watt–100 kW
Solar térmica receptor central 1–10 MWSolar térmica, receptor central 1 10 MW
Solar térmica, sistema Lutz 10–80 MW
Biomasas, por ejemplo, basados en gasificación 100 kW–20 MW
Celda de combustible, acido fosfórico 200 kW–2MW
Celda de combustible carbonato fundido 250 kW–2MWCelda de combustible, carbonato fundido 250 kW 2MW
Celda de combustible, intercambio de protones 1 kW–250 kW
Celda de combustible, oxido sólido 250 kW–5MW
Geotérmico 5–100 MW
Energía del océano 100 kW–1MW
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Energía del océano 100 kW 1MW
Motor Stirling 2–10 kW

7. Clasificación de las FGD
Tecnología Tamaño típico disponible por modulo
Turbinas a Gas de Ciclo Combinado 35–400 MW
Motores de Combustión Interna 5kW–10 MW
Turbinas de Combustión 1–250 MW
Micro-Turbinas 35 kW–1MW
Renovables
Pequeñas Hidros 1–100 MW
Micro Hidros 25 kW–1MW
Turbinas de Eólicas 200 Watt–3MW
Arreglos Fotovoltaicos 20 Watt–100 kW
Solar térmica, receptor central 1–10 MW
Solar térmica, sistema Lutz 10–80 MW
Biomasas, por ejemplo, basados en gasificación 100 kW–20 MW
Celda de combustible, acido fosfórico 200 kW–2MW
Celda de combustible, carbonato fundido 250 kW–2MW
Celda de combustible, intercambio de protones 1 kW–250 kW
Celda de combustible, oxido sólido 250 kW–5MW
Geotérmico 5–100 MW
Energía del océano 100 kW–1MW
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Motor Stirling 2–10 kW

8. Clasificación de las FGD
• Las tecnologías empleadas para la Generación
Distribuida, incluyen una variedad de principios deDistribuida, incluyen una variedad de principios de
conversión, las mas comunmente empleadas:
– Máquinas Térmicasq
– Celdas de Combustible
– Sistemas de conversión de energía del vientoSistemas de conversión de energía del viento
– Sistemas de conversión de energía del sol
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9. Tecnología Tamaño típico disponible por modulo
Turbinas a Gas de Ciclo Combinado 35–400 MW
Motores de Combustión Interna 5kW–10 MW
Turbinas de Combustión 1–250 MW
Micro-Turbinas 35 kW–1MW
Renovables
Pequeñas Hidros 1–100 MW
Micro Hidros 25 kW–1MW
Turbinas de Eólicas 200 Watt–3MW
Arreglos Fotovoltaicos 20 Watt–100 kW
Solar térmica, receptor central 1–10 MW
Solar térmica, sistema Lutz 10–80 MW
Biomasas, por ejemplo, basados en gasificación 100 kW–20 MW
Celda de combustible, acido fosfórico 200 kW–2MW
Celda de combustible, carbonato fundido 250 kW–2MW
Celda de combustible, intercambio de protones 1 kW–250 kW
Celda de combustible, oxido sólido 250 kW–5MW
Geotérmico 5–100 MW
Energía del océano 100 kW–1MW
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Motor Stirling 2–10 kW

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Clasificación de las
fuentes de generación
di t ib iddistribuida
- Introducción a la Modelación -
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11. Clasificación para Modelación
• La dinámica de las fuentes de generación distribuida,
es fundamentalmente diferente a la de las tecnologíases fundamentalmente diferente a la de las tecnologías
empleadas en las plantas convencionales de
generación centralizada.
• Algunas tecnologías no poseen partes móviles,
mientras que otras poseen muy poca inercia y son
conectadas a la red de suministro de electricidad, por
medio de convertidores de electrónicos de potencia.
E i i d l í• Existe otro tipo de tecnologías que se conectan
directamente a la red, pero operando en forma
asincrónica
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asincrónica.

12. Clasificación para Modelación
• El comportamiento de estas fuentes clasificadas sin
inercia (o reducida), no puede ser modeladoinercia (o reducida), no puede ser modelado
simplemente como una fuente tradicional de pequeño
tamaño.
Modelo genérico de una fuente de generaciónModelo genérico de una fuente de generación
distribuida
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13. Clasificación para Modelación
Tecnología
Energía
P i i
Conversión
P i i
Generador Interfaz
Primaria Primaria
Motor de Combustión
Interna
Diesel, Gas
Natural o
Motor de
Combustión Interna
Sincrónico No
Interna
Biocombustibles
Combustión Interna
Micro-Turbinas
Turbinas a gas ciclo Diesel, Gas
Sincrónico
g
combinado
Turbinas de
C b tió
,
Natural o
Biocombustibles
Turbina a gas
Asincrónico
Imán
Permanentes
Convertidor dc-ac
según el esquema
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Combustión

14. Clasificación para Modelación
Tecnología Energía Primaria Conversión Primaria Generador Interfaz
d A bi d id á li
Sincrónico Convertidor dc-ac
Pequeñas Hidros Agua Turbina de Hidráulica
Asincrónico según el esquema
Sistema de Conversión de Energía Viento Turbina de Viento
Sincrónico
Asincrónico
I á P t
Convertidor dc-ac
según el esquema
Imán Permanentes
Solar térmica Sol Sincrónico No
Celdas de Combustible Hidrógeno No No
Convertidor dc-dc y
dc-ac
Geotérmico Recurso geotérmico Turbina a vapor Sincrónico No
Energía del Océano Olas o Mareas Varios Varios Según el Esquema
Motor Stirling Calor Motor Stirling
Sincrónico
Asincrónico
Convertidor dc-ac
según el esquema
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Asincrónico según el esquema