Diseño y optimización de un sistema de generación fotovoltaico para una planta de procesamiento de guaraná en el Amazonas

Abstract

Según datos del IBGE (Instituto Brasileño de Geografía y Estadística), aproximadamente 12 millones de personas de los 213 de habitantes de Brasil viven en pobreza extrema. Desde el proyecto Flora, creado en 2015, se ha impulsado el desarrollo social, educativo y económico de las comunidades ribereñas próximas a Maués, municipio del estado de Amazonas. Desde este proyecto se ha desarrollado la hibridación (motorización eléctrica y diésel) de un barco para limitar el consumo de combustible y la puesta en marcha de plantas solares fotovoltaicas que abastezcan energéticamente la zona. Desde Flora se ha diseñado un plan para el periodo 2021-2025, cuyo objetivo es la implementación de una escuela taller de energías renovables. Esta escuela tiene como propósito formar a los ribereños sobre la construcción, puesta en marcha y mantenimiento de proyectos relacionados con la generación de energía con fuentes renovables. De esta manera se puede llegar a limitar al máximo su consumo y dependencia del gasóleo para así dedicar los excedentes económicos a su desarrollo personal y cultural. Tras la aceptación que ha supuesto la introducción de un guaraná orgánico obtenido mediante energías renovables en el mercado, se ha propuesto la creación de una planta de procesamiento de esta materia prima. Esta planta será alimentada eléctricamente por un sistema de energía fotovoltaica, mediante una planta tipo isla cuyo almacenamiento principal recaerá en un sistema de baterías. Además, para dar una mayor versatilidad y garantizar el continuo funcionamiento de los procesos de obtención de la materia prima, se añadirá mediante un conmutador, la opción de abastecer energéticamente la planta mediante un grupo electrógeno. Una vez se ha terminado el dimensionamiento, se ha elaborado un estudio de comparación multi-atributo en el que se han analizado algunas de las variables que entran en juego dentro del diseño de una planta. Se han comparado las alternativas de tener o no grupo electrógeno y el número de baterías a incluir en función de la autonomía que se le quiera dar al Sistema. Este estudio, se ha hecho mediante el método matemático de Análisis Jerárquico (AHP).

According to data from the IBGE (Brazilian Institute of Geography and Statistics), approximately 12 million people out of the 213 inhabitants of Brazil live in extreme poverty. Since Flora project, created in 2015, the social, educational and economic development of the riverside communities near Maués, a municipality in the state of Amazonas, has been promoted. From this project, the hybridization of a ship has been developed to limit fuel consumption and the start-up of photovoltaic solar plants that supply the area with energy.

Flora has designed a 2021-2025 plan, whose objective is the implementation of a renewable energy workshop school. The purpose of this school is to train riverside residents on the start-up and maintenance of projects related to the generation of energy with renewable sources. In this way, it is possible to limit their consumption and dependence on fuel as much as possible, in order to dedicate the economic surpluses to their personal and cultural development. After the acceptance that the introduction of an organic guarana obtained through renewable energies in the market has meant, the creation of a processing plant for this raw material has been proposed. This plant will be electrically powered by a photovoltaic energy system, through an island-type plant whose main storage will fall on a battery system. In addition, to provide greater versatility and guarantee the continuous operation of the processes for obtaining the raw material, the option of supplying energy to the plant through a generator set will be added by means of a switch. Once the dimensioning has been completed, a trade-off study has been prepared in which some of the variables that come into play in the design of a plant have been analysed. The alternatives of having or not having a generator set and the number of batteries to include depending on the autonomy that you want to give to the System have been compared. This study has been done using the mathematical method of Hierarchical Analysis (AHP).