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Title: Optimal energy management strategies to reduce diesel consumption for a hybrid off-grid system
Other Titles: Gestión de energía óptima para reducir el consumo de diesel en un sistema híbrido aislado
Authors: Arevalo Cordero, Wilian Paul
Benavides Padilla, Dario Javier
Espinoza Abad, Juan Leonardo
Jurado Melguizo, Francisco
Jurado Melguizo, Francisco
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: Jurado Melguizo, Francisco, luis.hernandez.callejo@uva.es
Keywords: Microgrid
Energy storage
Renewable energy
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio: 2. Ingeniería y Tecnología
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado: 2.3.1 Ingeniería Mecánica
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico: 2.3 Ingeniería Mecánica
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: 07 - Ingeniería, Industria y Construcción
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: 0716 - Motor de Vehículos, Embarcaciones y Aeronaves
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: 071 - Ingeniería y Profesiones Afines
Issue Date: 2020
metadata.dc.ucuenca.volumen: Número 98
metadata.dc.source: Revista Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquía
metadata.dc.identifier.doi: 10.17533/udea.redin.20200471
metadata.dc.type: ARTÍCULO
Abstract: 
Although climate change is a reality, many off-grid communities continue to use diesel generators for electricity supply. This document presents a strategy to reduce diesel consumption in an out-of-grid system formed by renewable sources (PV-HKT-WT-DG). Three energy dispatch strategies have been proposed to verify the impact on diesel consumption and generator operating hours. In addition, different energy storage technologies (acid lead, lithium-ion, vanadium redox flow, pump storage and supercapacitor) have been considered. The HOMER software has been used to calculate the optimal size of the systems through technical-economic indicators. The results show that it is possible to reduce diesel consumption progressively; however, the cost of energy increases. On the other hand, when using lithium-ion batteries under charge cycle control, the penetration of the diesel generator has been greatly reduced without affecting the cost of the system. Finally, sensitivity analyzes have shown that when demand increases, diesel consumption does not increase significantly by using redox vanadium flow batteries, whereas the diesel generator operating hours decrease significantly in all systems.
Description: 
Aunque el cambio climático es una realidad, muchas comunidades fuera de la red continúan utilizando generadores diesel para suministrar electricidad. Por lo tanto, este documento presenta una estrategia para reducir el consumo de diesel en un sistema fuera de la red formado por fuentes renovables (PV-HKT-WT-DG). Se han propuesto tres estrategias de despacho de energía para verificar el impacto en el consumo de diesel y las horas de operación del generador. Además, se han considerado diferentes tecnologías de almacenamiento de energía (plomo ácido, iones de litio, flujo redox de vanadio, almacenamiento de bomba y supercondensador). El software HOMER se ha utilizado para calcular el tamaño óptimo de los sistemas a través de indicadores técnico-económicos. Los resultados muestran que es posible reducir el consumo de diesel progresivamente, sin embargo el costo de la energía aumenta. Por otro lado, al usar las baterías de ion litio bajo el control ciclo de carga, la penetración del generador diesel se ha reducido considerablemente sin afectar al costo del sistema. Finalmente, los análisis de sensibilidad han demostrado que: al incrementarse la demanda, el consumo de diesel no incrementa significativamente al usar baterías de flujo de vanadio redox y las horas de operacion del generador diesel disminuyen considerablemente en todos los sistemas.
URI: https://revistas.udea.edu.co/index.php/ingenieria/article/view/340497/20802308
metadata.dc.ucuenca.urifuente: https://revistas.udea.edu.co/index.php/ingenieria
ISSN: 0120-6230, e 2422-2844
Appears in Collections:Artículos

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