Este documento presenta información sobre sistemas híbridos solares-eólicos en México. Describe varios proyectos de sistemas híbridos instalados en México desde 1991, incluidos detalles sobre la potencia fotovoltaica, eólica y generadores diésel. También describe una plataforma experimental para probar sistemas híbridos y analizar procesos productivos.

1. Taller Internacional sobre Electrificación Rural con Energías Renovables
Cusco, Perú, Noviembre 2, 2010
Plataforma Experimental para el
Desarrollo de Sistemas Híbridos Solar-
Eólico para Aplicaciones Productivas
Jorge M Huacuz
Gerencia de Energías No Convencionales
Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE)
Cuernavaca, México
jhuacuz@iie.org.mx

2. Configuración típica de un Sistema Híbrido
Solar-Eólico-Grupo electrógeno

3. Proyectos en México
Año de Potencia Potencia Generador Población
Ubicación del Instalación Fotovltaica Eólica Diesel Servida
Proyecto (kW) (kW) (kW)
Ma. Magdalena 1991 4.3 5 18 168
Nva. Victoria 1991 8.6 - 28 355
Oyamello 1991 0.76 5 4 *
X-Calak 1992 11.2 60 125 232
El Junco 1992 1.6 10 - 250
La Gruñidora 1992 1.2 10 - 230
I. Allende 1992 0.8 10 - 140
Calabazal 1992 0.8 10 - 130
Agua Bendita 1993 12.4 20 48 250
Villas Carrousel 1995 0.15 0.5 - **
Isla Margarita 1997 2.25 15 60 200
San Juanico 1999 17 70 85 400

4. Sistema Híbrido
Sistema Híbrido
Isla Margarita
Isla Margarita
México
México

5. Sistemas Híbridos
Sistemas Híbridos
Zacatecas,
Zacatecas,
Hidalgo, México
Hidalgo, México

6. Sistema Híbrido
Sistema Híbrido
X-Calac, México
X-Calac, México

7. Microsistemas Híbridos
Microsistemas Híbridos
Cancún, México
Cancún, México

8. Sistema Híbrido San
Juanico, México
Sistema Híbrido San
Sistema Híbrido San
Antonio, México
Antonio, México

9. ¿Por qué sistemas híbridos?
Minimizar inversiones
Disminuir costos de operación
Reducir consumo de diesel
Evitar contaminación ambiental
Usar recursos energéticos locales
Complementarios
Extender horario de servicio
Integrar soluciones energéticas

10. Diagrama Primera Plataforma Experimental
BANCO DE RESISTENCIAS
(PARA SIMULAR UN PATRON
DE CONSUMO)
CONTROL DE LA
DEMANDA
INVERSOR CONTROL ELECTRÓNICO
BANCO DE
RECTIFICADOR (CD- (CON CAPACIDAD DE
BATERIAS
CA-CD) ADQUISICIÓN DE DATOS)
MOTOGENERADOR
A GASOLINA
ARREGLO ARREGLO ARREGLO ARREGLO
FV 675 W FV 675 W FV 675 W FV 675 W

11. Primera Plataforma Experimental
5 aerogeneradores de 500 W c/u
4 sub-arreglos. Módulos de varias
tecnologías
Características: 1.76 KW fotovoltaico; 2.5 KW eólico; banco de
baterías 1,500 Ah @ 12 V; motogenerador a gasolina de 6.4 KVA.

12. Elementos que conformaban el sistema híbrido
Estación Anemomética
Sistema de control, adquisición de datos e inversor CD/CA Banco de Baterías
Banco de resistencias eléctricas
Motogenerador a gasolina

13. Objetivos de la Plataforma Híbrida
 Contribuir en el avance de la tecnología de sistemas
híbridos.
 Desarrollar paquetes tecnológicos para aplicaciones
específicas.
 Formar recursos humanos calificados en el tema
 Demostrar el uso de tecnologías amigables con el medio
ambiente.
 Facilitar la vinculación con instituciones educativas y de
investigación.
 Desarrollar líneas de investigación en las áreas de control
e instrumentación.
 Probar y caracterizar equipos y tecnologías individuales

14. Análisis y Simulación de Procesos Productivos
I.C.A.P. Sistema Híbrido
Control del
Elaboración de productos
sistema
Curtido Elaboración de Procesamiento Elaboración Control de Adquisición de
de pieles mermelada de fruta de cárnicos de quesos la carga la Información
quesos
Análisis y
Equipos Equipos Equipos Equipos Resultados
eléctricos eléctricos eléctricos eléctricos
Registro de
consumo
eléctrico
Patrón
Programa
de control
proceso
Datos
Datos de placa
de placa

15. Ejemplo: Proceso de Cárnicos
EQUIPO INSTALADO EN EL TALLER DE CÁRNICOS DEL ICAP (UAEH)
Producto Cantidad Concepto Potencia Potencia Voltaje de Tiempo de uti- Energía Energía
(Kg) nominal (HP) nominal (W) operación (V) lización (h) (kWh) % de kWh tot
Cámara Frigorífica 1 746 220 24 14.9 69.16%
1 15 Molino 0.75 560 127 0.17 0.09 0.43%
2 7.5 Molino 0.75 560 127 0.25 0.14 0.65%
7.5 Cuter 7.5 5595 220 0.25 1.40 6.47%
3 15 Sierra 0.75 560 220 0.25 0.14 0.65%
4 15 Molino 0.75 560 127 0.17 0.09 0.43%
6 5 Tumbler 0 127 3 0.00 0.00%
Alumbrado 12 x 40 W 480 127 10 4.80 22.21%
TOTALES 21.6 100.00%
Productos Cantidad
(Kg)
Elaboración de salchicha (1) 15
Elaboración de sobrasada (2) 7.5
Elaboración de botillo (3) 7.5
Elaboración de morcilla (4) 15
Elaboración de jamón serrano (5) 15

16. Ejemplos: Generación y Demanda Eléctrica
Proceso de Frutas
Proceso de Lácteos 24 a 26 de octubre de 2001
4 a 6 de julio de 2002 5000 18
2500 18 4000
16
2000 16
14
1500 14
3000
Potencia [Watts]
Voltaje [Volts]
1000 12
12 2000
500
Potencia [Watts]
10
Voltaje [Volts]
10
0 1000
8
-500 8
6 0
-1000 10 10 10 6
-1500 4
-1000
-2000 2 4
-2500 0 -2000
2
Día
Carga Generación VBB -3000
Hora
0
C arga Generación VBB
Proceso de Lácteos Proceso de Frutas
Generación diaria promedio 11.01 kWh Generación diaria promedio 12.72 kWh
Consumo diario promedio 10.30 kWh Consumo diario promedio 11.96 kWh

17. Ejemplos: Generación y Demanda Eléctrica
G e n e ra c ió n y c a rg a . P ro c e s o d e c á rn ic o s Proceso de Pieles
2 3 d e s e p tie m b re d e 2 0 0 1 30 de noviembre a 5 de diciembre de 2001
3 18 3000 18
2.5 16 2500 16
2 14 2000 14
1.5 12 1500 12
Potencia [kW]
Voltaje [Volts]
Potencia [Watts]
Voltaje [Volts]
1 10
1000 10
0.5 8
500 8
0 6
0 6
10 10 10 10 10 10
-0 . 5 4
-500 4
-1 2
-1000 2
-1 . 5 0
-1500 0
D ía
C a rg a G e n e ra c ió n VBB Hora
Carga Generación VBB
Proceso de Cárnicos Proceso de Pieles
Generación diaria promedio 14.62 kWh Generación diaria promedio 14.3 kWh
Consumo diario promedio 12.95 kWh Consumo diario promedio 12.9 kWh

18. Otras Aplicaciones Analizadas
Niveles de carga de una lavadora Niveles de carga de una licuadora
300
300
250
Potencia (watts)
250
Potencia (Watts)
200
200
150
150
100 100
50 50
0 0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 0 10 20 30 40 50
Tiempo (seg) Tiempo (seg)
Niveles de carga de una computadora Niveles de carga de un refrigerador
160 200
Potencia (Watts)
120 160
120
Watts
80
80
40
40
0 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
0
120
240
360
480
600
720
840
960
1080
1200
1320
1440
1560
1680
1800
Tiempo (Seg)
Segundos

19. Diagrama Unifilar Nueva Plataforma de Prueba
3kWp 3kWp 2-3kW 5kW
10-12kWe
Red
Red Red Red Red
5kW
L1
2,300Ah
120Vca 240Vca
5kW
L2
48Vcd
N

20. Ubicación de la Nueva Plataforma
Cuarto de Control Conexión
/ Cargas a Red
Arreglo
Fotovolaico
G.Electrógeno
Aero-
generadores
Torre
Meteorológica

21. Estado del Proyecto
• Evaluación de las instalaciones del CERTE
finalizado.
• Concepto de configuración y flexibilidad de
conexión establecida.
• Selección de componentes (fabricantes y
equipos) elaborada.
• Requisiciones para compra de equipo en
proceso.
• Evaluación de software de simulación en
proceso.

22. Instituto de Investigaciones
Eléctricas
Gracias.....
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