Diseño de un sistema híbrido interconectado de tipo eólico y solar para alimentar la potencia eléctrica del consumo público de un complejo residencial en Mixco, Guatemala

Abstract

Los recursos renovables desempeñan un papel esencial en el panorama energético a nivel global. La importancia radica en la capacidad que tienen para proporcionar energía para el consumo humano a partir de un recurso disponible directamente del medio ambiente, sin recurrir a la combustión, el cual genera tasas bajas (casi nulas) de contaminación. Dichas fuentes contribuyen a la mitigación del cambio climático, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Su implementación también ha generado sistemas de producción y distribución de energía eléctrica que son pilares energéticos en diferentes países. De este modo, se genera un mercado diverso de fuentes de abastecimiento, reduciendo la dependencia de fuentes importadas. (Merino, 2007) Gracias a su geografía diversa y condiciones climáticas favorables, Guatemala es un entorno ideal para el desarrollo de recursos renovables. Una de sus principales ventajas es la alta radiación solar global, con un promedio de 5.3 kWh/m² por día, un nivel superior al de muchos países que ya tienen planes de aprovechamiento de energía solar (Ministerio de Energías y Minas, 2017). Aparte de la radiación solar, Guatemala cuenta regulaciones locales que permiten el acceso a la red eléctrica, desarrollando sistemas que aportan a la matriz energética del país. Además, Guatemala cuenta con un significativo potencial eólico, especialmente en sus regiones montañosas, donde se registran vientos constantes y adecuados para la generación de energía (SICA, 2017). Estas condiciones hacen de Guatemala un país óptimo para la producción de energía renovable tanto solar como eólica (Aroche, 2016). Esta investigación se centró en la implementación de soluciones sostenibles para poder suministrar energía eléctrica en áreas comunes dentro de proyectos residenciales en Guatemala. En específico, se evaluó la factibilidad de implementar equipos fotovoltaicos y mini aerogeneradores dentro de un residencial para poder suministrar el consumo energético de áreas de convivencia (canchas, salones, gimnasio y piscina), el alumbrado público, así como el consumo energético de las bombas del sistema de agua potable y planta de tratamiento de aguas residuales. De esta manera, se determinó el impacto energético y económico que tuvo la instalación de fuentes renovables. Esto permite, que, a futuro, desarrolladoras puedan analizar la factibilidad de implementar esta tecnología en futuros proyectos, y contribuir de manera sustancial a la generación de energías limpias.

Renewable resources play an essential role in the global energy landscape. Their importance lies in their ability to provide energy for human consumption from resources directly available in the environment, without resorting to combustion, which results in very low (almost zero) pollution rates. These sources contribute to mitigating climate change by reducing greenhouse gas emissions. Their implementation has also led to the development of electricity production and distribution systems that serve as energy pillars in various countries. In this way, a diverse market of supply sources is created, reducing dependence on imported energy. (Merino, 2007) Thanks to its diverse geography and favorable climatic conditions, Guatemala is an ideal environment for the development of renewable resources. One of its main advantages is its high global solar radiation, averaging 5.3 kWh/m² per day—higher than many countries that already have solar energy utilization plans (Ministry of Energy and Mines, 2017). In addition to solar radiation, Guatemala has local regulations that allow access to the electrical grid, enabling the development of systems that contribute to the national energy matrix. Furthermore, Guatemala has significant wind power potential, especially in its mountainous regions, where consistent and suitable winds for energy generation are recorded (SICA, 2017). These conditions make Guatemala an optimal country to produce both solar and wind renewable energy (Aroche, 2016). This research focused on the implementation of sustainable solutions to supply electricity to common areas within residential projects in Guatemala. Specifically, it assessed the feasibility of implementing photovoltaic systems and small wind turbines within a residential complex to supply the energy consumption of communal areas (sports courts, halls, gym, and pool), public lighting, as well as the energy demand of potable water system pumps and the wastewater treatment plant. In this way, the study determined the energy and economic impact of installing renewable energy sources. This allows future developers to assess the feasibility of implementing this technology in upcoming projects, making a substantial contribution to the generation of clean energy.