Desarrollo de una herramienta de modelado en alta resolución para simular la demanda energética y la producción de energía fotovoltaica in situ: Aplicaciones en Costa Rica - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Development of a modeling tool for simulating electricity demand and on site PV power production in high time resolution: Applications in Costa Rica
Strategies towards more energy-efficient systems imply the integration and application of urbanenergy analysis tools in order to support the sustainable energy systems. Energy systems suchas intermittent solar power, requires research into the comprehensive analysis of the matchingcapability between the demand and the production. In order to perform the energy matchinganalysis, the aim must involve minimal source of error therefore, more accurate results can beobtained.In certain applications of energy simulation, the commonly used time step is one hour,nevertheless studies have shown that this can be a significant source of error. For theidentification of the impact that time-step have in simulations, holistic models in high resolution were created. With the models, using time a time step of 1 minute, more precise and accurateresults could be obtained.The generated PV on-site production model is based on a model developed by the researchgroup Energy Efficient and Smart Cities (EESC). Relevant data needed for the model, such asirradiance and incident global radiation; was obtained using the software Meteonorm. For thehigh-resolution model of domestic electricity demand, the model developed by the Centre forRenewable Energy Systems Technology of Loughborough University, was used and modifiedusing relevant information from Costa Rica.This model implicates PV modules on-site production and adequately represents the domesticelectricity demand. Hence analyses of energy matching capability calculations, such as theon-site energy fraction index (OEF) which asses how much demand can be covered by theon-site energy generation and the on-site energy matching index (OEM) which indicates howmuch on-site generation can be consumed in the system rather than being exported or wasted;showed that the usage of coarser resolutions leads to overestimated this capability, and thesame time the error percentage is bigger.
Con el fin de apoyar de manera sostenible los múltiples sistemas de energía, las estrategiasde mejoramiento de sistemas de eficiencia energética implican la integración y aplicación deherramientas de análisis de energía urbanas. Los sistemas de energía, como la energía solarintermitente, requieren investigación sobre la capacidad de adaptación entre la demanda y laproducción. El análisis de coincidencia de energía requiere de fuentes de error mínimas, con elfin de obtener resultados más puntuales.En ciertas aplicaciones de simulación de energía, el intervalo de tiempo de uso común es deuna hora, sin embargo, estudios han demostrado que esto puede ser una fuente significativade error. Por ende, para la identificación del impacto que tiene la frecuencia temporal en lassimulaciones, se crearon modelos holísticos en alta resolución. Con estos modelos, se pretendela representación y obtención de resultados más precisos y exactos.El modelo de producción de energía fotovoltaica generada in-situ, se basa en un modelodesarrollado por el grupo de investigación Energy Effcient and Smart Cities (EESC). Datospertinentes, tales como la radiación incidente y la radiación global se obtuvieron del softwareMeteonorm. Para la elaboración del modelo de alta resolución de la demanda eléctricadoméstica, el modelo desarrollado por Centre for Renewable Energy Systems Technology ofLoughborough University, fue utilizado y modificado usando información pertinente de CostaRica.Estos modelos, implican módulos fotovoltaicos con producción energética in-situ y representanadecuadamente la demanda de electricidad doméstica. Por lo tanto, el cálculo de los análisisde la capacidad de adaptación de energía pudo ser efectuado. Dichos cálculos involucran losíndices OEF y OEM, que se refieren a la fracción de energía in situ y la coincidencia de energíaen las instalaciones, respectivamente. Mediante estos cálculos, se mostró que el uso de lasresoluciones más gruesas en el análisis de energía conduce a la sobreestimación, y a su vez elporcentaje de error incrementa.
Keywords: High resolution, time step, electricity demand model, PV on-site power production, matching energy indexes.; Alta resolución; frecuencia temporal; modelo de consumo eléctrico residencial; producción de energía solar in situ; índices de energía.