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análisis exergetico de sistemas de generación de energía eléctrica con potencial uso en zonas no interconectadas de Colombia, estudio de casos

Resumen

El presente trabajo tiene por objetivo realizar un análisis exergético de recursos de energía primaria: solar, hídrico, eólico, biomasa residual agrícola y el convencional diésel, con el fin de evaluar la disponibilidad del recurso y la posible implementación de sistemas de generación que suplan la demanda energética en cuatro casos de estudio de zonas no interconectadas (ZNI) de Colombia: Puerto Guzmán-Putumayo, Medio Atrato-Chocó, La Macarena-Meta, y la isla de San Andrés en el Archipiélago de San Andrés y Providencia. Para el análisis exergético se inició por determinar la exergía química y física asociada a los recursos energéticos disponibles en las zonas. La exergía química del diésel Fuel oil #2 (combustible utilizado en las ZNI según la CREG) [8] y raquis de plátano (residuo de biomasa con mayor potencial) [12], fueron obtenidas a partir de los datos de la composición elemental, poderes caloríficos inferiores y el consumo específico del combustible. En lo que respecta a los demás recursos, fueron utilizadas las ecuaciones propuestas por Weston [11]. Posteriormente, con la información de la demanda de energía en cada caso, fueron seleccionados diferentes sistemas de generación (con capacidades comerciales) en aras de encontrar la energía que pueden producir (exergía de salida) y si el recurso es suficiente para su implementación. En todos los casos se calculó la eficiencia exergética de los sistemas con el fin de evaluar los de mayor beneficio en cada zona. Se utilizaron los softwares Aspen Hysys v8.6 y SuperPro Designer 9.5 para determinar la cantidad de diésel y biomasa necesaria para generar la energía deseada en cada caso y compararla con el valor teórico. Finalmente, el sistema diésel reportó la eficiencia exergética más alta, seguidas por los sistemas de generación de biomasa, eólico, solar e hídrico respectivamente.