Publicación: Evaluación técnica y de costos de implementación de microturbinas hidroeléctricas en zonas rurales no interconectadas en el departamento de Antioquia: una aplicación de energías alternativas
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Resumen en español
RESUMEN: durante los últimos años la implementación de energías alternativas ha cobrado gran relevancia con el fin de dar solución a problemas medioambientales. Igualmente, estas nuevas tecnologías están siendo cada vez más utilizadas para abordar desafíos energéticos a nivel global. Específicamente, las microturbinas hidroeléctricas alimentadas por fuentes de agua locales se presentan como una solución prometedora a las dificultades y falta de conectividad en zonas rurales. En particular, Colombia cuenta con esta problemática y por ende se requiere de una pronta solución. De acuerdo con lo descrito, en el presente proyecto se propone evaluar la viabilidad de implementación de microturbinas hidroeléctricas en las zonas no interconectadas en el departamento de Antioquia, Colombia. Para la elaboración de este, se desarrollarán diferentes objetivos. Se pretende analizar el funcionamiento técnico de la microturbina, determinar el costo nivelado de la energía (LCOE), examinar la alternativa de inyección eléctrica y por último identificar el marco legal y regulatorio del proyecto. En primer lugar, dentro del análisis técnico se elegirá una turbina con base en unos parámetros previamente establecidos junto la ubicación crítica de instalación. Luego, se va a realizar el cálculo del LCOE y demás costos presentes durante la instalación de la microturbina con el fin de realizar una comparación frente a otras fuentes energéticas. En tercer lugar, la investigación sobre el proceso de inyección energética logrará determinar otras posibles aplicaciones del proyecto. Por último, con el marco legal y regulatorio se plantearán las estrictas normas a considerar dentro del desarrollo e instalación de las microturbinas hidroeléctricas en zonas rurales. Derivado de lo indicado y mediante el uso de fuentes primarias y secundarias, se planea concluir la viabilidad de implementación. Como resultado de la investigación, se obtuvo que la turbina más adecuada para el punto crítico seleccionado es la de Vórtice. Esta se determinó al obtener el municipio de Urrao, Antioquia como localidad. Por ende, se centralizó el proyecto a estudiar la turbina de Turbulent. Una turbina de vórtice desarrollada en Bélgica. Esta cuenta con una gran variedad de características, tales como una fácil instalación y mantenimiento, bajo impacto medio ambiental negativo y alta eficiencia. Sin embargo, se concluyó que esta cuenta con un LCOE elevado, pero a medida que se aumenta la potencia, los proyectos son más atractivos financieramente. Considerando la instalación en zonas rurales no interconectadas, la inyección de energía no es viable. Sin embargo, se resalta al ser una temática bastante relevante para futuras consideraciones. Por último, a través del marco legal y regulatorio se potencializan este tipo de proyectos garantizando una serie de incentivos para realizar esto en el país. Por consiguiente, se concluye que al llevar a cabo este proyecto se beneficiarían significativamente una gran cantidad de hogares antioqueños.
Resumen en inglés
ABSTRACT: in the past years, the use of alternative energies has gained great relevance and importance in order to solve environmental problems. Furthermore, these new technologies are often being used to address global energy challenges. Specifically, hydroelectric microturbines powered by local water sources are presented as a promising solution to the difficulties and lack of connectivity in rural areas. Particularly, Colombia faces this problem therefore, needs a quick solution. According to this, the project aims to evaluate the viability of the implementation of hydroelectric microturbines in non-interconnected areas of Antioquia, Colombia. In order to do so, different objectives will be completed. The main focus is to analyze the technical operations of the microturbine, determine the levelized cost of energy (LCOE), examine the alternative of electric injection and finally identify the legal and regulatory framework of the project. Firstly, within the technical analysis, a turbine will be chosen based on previously established parameters along with a specific location for its installation. Then, the calculation of the LCOE will be used in order to compare the technology against other energy sources. Thirdly, the research carried out regarding the energy injection process will determine other possible applications of the project. Finally, the legal and regulatory framework, will determine the strict standards to be considered during the development and installation of hydroelectric microturbines in rural areas. Derived from what is indicated and through the use of primary and secondary sources, the main goal of the present investigation is to determine the viability of these new technologies. As a result of the investigation, the most suitable turbine for the selected critical point is the Vortex turbine. This was determined by obtaining the municipality of Urrao, Antioquia as the main locality. Therefore, the project was centralized to study the Turbulent turbine. A vortex turbine developed in Belgium. It has a wide variety of features, such as easy installation and maintenance, very little environmental intervention and high efficiency. However, it was concluded that it has a high LCOE, but as its power increases, the projects become more financially attractive. Considering the installation is proposed for non-interconnected rural areas, energy injection is not viable. However, it stands out as being a very relevant topic for future considerations. Finally, through the legal and regulatory framework, these types of projects are enhanced, guaranteeing a series of incentives to whoever develops this in Colombia. Therefore, it is concluded that by carrying out this project a large number of households in Antioquia would benefit significantly.