Optimización del dimensionamiento de un sistema híbrido de generación de electricidad que usa fuentes de energía renovables para abastecer la demanda de hogares agropecuarios en Lomo de Corvina usando un modelo de programación lineal

Abstract

El presente estudio tiene por finalidad desarrollar un modelo de Programación Lineal Entera Mixta que permita dimensionar sistemas híbridos de generación de electricidad a base de fuentes de energías renovables tomando en cuenta consideraciones como: el área máxima permitida por tipo de tecnología a usar, costos fijos y variables de los módulos a usar, parámetros meteorológicos, etc. Todo ello, con el fin de minimizar sus costos. El modelo es aplicado para dimensionar un sistema domiciliario para los hogares de Lomo de Corvina. Los pobladores de esta zona tienen diferentes problemas como la carencia de energía eléctrica, carencia de agua, viviendas inadecuadas y falta de seguridad. Estos problemas se cuantificaron y priorizaron con base a la información recolectada y usando un conjunto de herramientas como: diagrama de Ishikawa, diagrama de Pareto, matriz FACTIS y el análisis why why, lo que permitió reconocer que su principal problema era la carencia de electricidad y la mejor alternativa de solución era el uso de fuentes de energía renovables justificando que el modelo resulta útil para ser aplicado en esta población. Habiendo obtenido el costo de implementar un sistema híbrido para cada hogar se calcula el indicador económico LCE que es el precio al cual se generaría la electricidad resultando de 0.22 $/kW-h. Asimismo, se calcula el VAN de un proyecto con intereses humanitarios para instalar sistemas híbridos a 120 hogares en Lomo de Corvina obteniendo un VAN de S/ 12 cobrándoles a los ciudadanos una cuota por hogar de S/ 6 y requiriendo un subsidio de parte del estado de S/ 5103 por cada hogar. La propuesta también tiene beneficios sociales y ambientales. Así, para cada hogar se espera un incremento en las horas de estudio, acceso a radio y televisión y un aprovechamiento de la iluminación cuyo beneficio económico mensual se estima en S/ 69.12, S/ 9.52 y S/ 45.68 respectivamente. Asimismo, electrificar los 120 hogares usando la propuesta señalada no implica la emisión de CO2 mientras que si se usara un grupo electrógeno, que es la energía convencional más usada en estos casos, las emisiones a lo largo de 20 años corresponden a 419.2 toneladas lo que indica el impacto ambiental negativo en el que se está dejando de incurrir.