Renewable energy system for an isolated micro grid

This paper presents the development of the power electronics needed for the interaction between the electrical generator of a wind turbine and an isolated ac micro grid. In this system there are basically two types of receptors for the energy produced by the wind turbine, which are the loads connected to the isolated micro grid and the batteries used to store energy. There are basically two states in which the system will work. One of the states is when there is enough wind power to supply the loads and the extra energy is used to charge the batteries. The other state is when there is low wind power and the batteries have to compensate the lack of power, so that the isolated micro grid has enough power to supply at least the priority loads. In this paper are presented the hardware and the control algorithm for the developed system. The topology was previously tested in computer simulations, using the software PSIM 9.0, and then validated with the implementation of a laboratory prototype

Asignación de recursos en una micro-red social con sistemas fotovoltaicos basado en el control de carga

Este articulo analiza la implementación de un sistema fotovoltaico con respaldo de bancos de baterías, para la asignación de recursos empleando una optimización LP (Linear Programming). El estudio realizado se basa en una micro-red (MR) social con control de carga en lugares aislados, que permitirá abastecer la demanda de energía eléctrica de acuerdo a las necesidades de la comunidad. Para ello se plantea un despacho económico para cada estación del año. En verano se busca minimizar los costos con una mayor participación de los paneles, debido al alto índice de irradiancia que puede ser captado. En invierno la situación es totalmente adversa, por lo que el modelo asigna mayor cantidad de recursos de almacenamiento de energía, por la baja irradiancia. Para lograr tener continuidad de servicio eléctrico la MR despacha de manera prioritaria. Los usuarios de mayor prioridad como pistas de aterrizaje y escuelas, tendrán asegurado el servicio, mientras que hogares y otros servicios comunitarios no serán abastecidos en las horas de mayor consumo.This article analyzes the implementation of a photovoltaic system with the support of battery banks, for the allocation of resources using LP (Linear Programming) optimization. The study being carried out is based on a social micro-grid (MG) with load control in isolated places, which will allow it to supply the demand for electrical energy according to the needs of the community. For this, an economic dispatch is proposed for each season of the year. In summer, the aim is to minimize costs with a greater participation of the panels, due to the high index of irradiance that can be captured. In winter the situation is completely adverse, so the model allocates more energy storage resources due to low irradiance. To achieve continuity of electrical service, the MG dispatches as a priority. Higher priority users, such as airstrips and schools, will have guaranteed service, while homes and other community services will not be supplied during the hours of greatest consumption

Planeamento elétrico para Cabo Verde

Dissertação de mestrado em Engenharia de SistemasGarantir o fornecimento de energia a preços acessíveis, melhorar a eficiência energética e reduzir as emissões de gases são algumas das prioridades dos governantes de diversos países do mundo. A prossecução destes objetivos energéticos tem despoletado interesses na exploração e aproveitamento das Fontes de Energia Renováveis (FER), na medida em que estes recursos assumem um papel crucial que não se relaciona apenas com a sustentabilidade energética dos países, reduzindo a sua dependência de combustíveis fósseis e a emissão de CO2, mas também com o desenvolvimento económico e a consequente redução da pobreza, contribuindo assim de forma direta para um desenvolvimento mais sustentável. Cabo Verde apresenta-se como um país extremamente deficitário em energia primária. A eletricidade produzida, maioritariamente pelo recurso aos derivados do petróleo é uma das principais razões pelas quais se vive atualmente um período de complexidade no setor elétrico do país. Portanto, reduzir a dependência energética externa é uma das principais metas para o futuro. O presente trabalho pretende fazer uma leitura do estado do setor energético em Cabo Verde e tem como objetivo principal apresentar uma proposta de planeamento estratégico para o setor elétrico no país, através da elaboração de diferentes cenários possíveis com recurso às FER. Neste sentido, adotou-se um modelo de planeamento elétrico, de modo a incluir diferentes tipos de tecnologias renováveis, de acordo com o potencial do país e as necessidades elétricas estimadas para os próximos 20 anos. Foram simulados quatro cenários de mínimo custo, oferecendo cada um uma contribuição renovável diferente para a produção de eletricidade. O primeiro cenário considera as tecnologias renováveis e não renováveis já existentes em Cabo Verde, tendo como base os dados relativos ao ano 2015, período em que a contribuição total das FER para a geração de eletricidade foi cerca de 23%. Quanto aos outros três cenários, a percentagem das FER no sistema foi aumentada até se atingir os 100%. Os resultados demonstram que o aumento das FER no sistema deverá conduzir a um aumento do custo. No entanto, será possível reduzir significativamente as emissões de CO2 assim como a dependência energética do país. Torna-se também evidente a elevada sazonalidade dos recursos FER e em particular da fonte eólica resultando em excesso de produção nos diferentes cenários FER e demonstrando a importância do estudo de soluções de armazenamento adequados aos sistemas insulares.Ensuring the supply of affordable energy, improving energy efficiency and reducing greenhouse gas emissions are some of the priorities of the governments of several countries. The pursuit of these energy goals has triggered interest in the exploration and usage of Renewable Energy Sources (RES), given that these resources play a crucial role not only related to energy sustainability of countries, reducing its dependence on fossil fuels and CO2 emissions, but also to economic development and the consequent reduction of poverty, thus contributing directly to a more sustainable development. The shortage of primary energy in Cabo Verde is remarkable. Electricity combustion is the one of the main reasons why the country is experiencing a complex period in what concerns the electricity sector. Therefore, reducing external energy dependence is one of the main goals for the future. This work intends to make a revision on the state of the energy sector in Cabo Verde establishing as main objective the presentation of an electricity planning proposal for the country through the design of possible scenarios supported on RES. An electricity planning model was adopted to include different RES technologies according to the assessed country potential and to the electricity demand forecasted for the next 20 years. Four different scenarios were obtained, each one representing a possible RES contribution for electricity production. The first scenario includes renewable and non-renewable technologies already existing in Cabo Verde and supported on data for the year 2015, when RES contribution reached about 23%. As for the other three scenarios, the share of RES in the system was raised reaching 100%. The results demonstrate that the increase of the RES in system will lead to an increase on the total cost of energy. However, both CO2 emissions and external energy dependency of the country significantly decrease. The seasonality of the RES resources, and in particular of wind power, is put in evidence leading to excess of electricity generation for all RES scenarios and demonstrating the importance of further proceeding with the analysis including storage solutions well suited to insular systems