Estudio del comportamiento de una red de distribución en 19.9 kV para el análisis de la penetración de recursos distribuidos de generación solar en Coopesantos R.L. mediante la aplicación de la Ley 10086 - Navarro-Alpízar, William Johan (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2023)
La implementación de la Ley 10086 “Promoción y regulación de recursos energéticos distribuidos partir de fuentes renovable” representa un reto financiero para las empresas distribuidoras de energía debido a que esa norma propone que los excedentes de energía a partir de fuentes renovables puedan ser comprados por las mismas empresas. En este contexto, este trabajo plantea un estudio del comportamiento de una red de distribución para el análisis de la penetración de recursos distribuidos de generación solar en Coopesantos R.L. En primera instancia, se recolectaron los datos requeridos para la implementación del análisis. Debido a que la red eléctrica de Coopesantos R.L. es bastante extensa y con la licencia de ETAP que posee la empresa, no es posible incluir todo el detalle de la misma, por lo que se decidió trabajar con un punto estratégico que se ubica en el límite del cantón de Desamparados y Aserrí que presenta diversas cualidades que lo convierten en un punto idóneo para realizar el análisis. Los datos utilizados son reales tomados de los perfiles de carga del punto seleccionado, los cuales fueron descargados del Sistema de Medidores Inteligentes (AMI). Cabe destacar, que la recolección y procesamiento de los datos fue un proceso riguroso con el propósito de obtener un archivo de datos que contemplara el formato y las características requeridas para implementar el análisis de simulación. Una vez que los datos fueron recopilados y ordenados, se procedió a implementar el modelo y los diferentes escenarios de simulación en el software ETAP, en su versión 22.0.2. El análisis del caso real y de las simulaciones permitió revelar que el punto crítico en donde el ramal del circuito colapsa, se identifica entre el 40% y el 45% de la penetración de generación de fuentes renovables, específicamente paneles solares respecto a la capacidad máxima de los transformadores. Por su parte, el análisis económico arrojó que en caso de que la presencia de paneles solares aumente en la red, el panorama no se vuelve tan favorable para la empresa. Esto debido a que el margen de operación se ve disminuido entre 7% y 8% entre cada caso simulado, teniendo en el punto más crítico una pérdida de hasta el 61,27 %, lo que ocurre por una situación particular, ya que los abonados al tener paneles solares, no generan tantos ingresos a la empresa como lo hacían antes. Si bien esto ayuda a reducir costos por la compra de energía, en este caso específico es más la pérdida monetaria por temas de facturación. Lo anterior, podría ocasionar un deterioro en el servicio porque se pueden presentar diversos ajustes presupuestarios.

The implementation of Law 10086, titled “Promotion and Regulation of Distributed Energy Resources from Renewable Sources” poses a financial challenge for energy distribution companies. The law proposes that these companies can purchase energy surpluses from renewable sources. In this context, this study aims to analyze the penetration of solar distributed generation resources in Coopesantos R.L. by examining the behavior of the distribution network. Firstly, the necessary data for the analysis was collected. Due to the extensive nature of Coopesantos R.L.’s power grid and the limitations of the company’s ETAP license, it was not feasible to include all the details. Therefore, a strategic location located on the border of Desamparados and Aserrí cantons was chosen for the analysis due to its favorable characteristics. The data used consisted of actual load profiles from the selected location, which were obtained from the Advanced Metering Infrastructure (AMI) system. It’s worth noting that the data collection and processing underwent a rigorous procedure to ensure the resulting data file met the required format and characteristics for implementing the simulation analysis. Once the data was collected and organized, the model and various simulation scenarios were implemented using ETAP software, version 22.0.2. The analysis of both the real case and the simulations revealed that the critical point, where the circuit branch collapses, occurs at a penetration level of renewable generation sources, specifically solar panels, ranging from 40% to 45% relative to the maximum capacity of the transformers. Furthermore, the economic analysis indicated that an increased presence of solar panels in the network is not favorable for the company. This is primarily due to a decrease in the operating margin of 7% to 8% in each simulated case, with a maximum loss of up to 61.27 %. This situation arises because subscribers with solar panels generate less revenue for the company compared to before. Although this helps reduce energy purchase costs, in this specific case, it results in financial losses due to billing issues. Consequently, service deterioration could occur, leading to the need for various budgetary adjustments.
Proyecto de Graduación (Licenciatura en Mantenimiento Industrial) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2023
Esta tesis cumple con el objetivo ODS 7: garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todas las personas. Meta 1: garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles, fiables y modernos.
Keywords: Redes de distribución; Sistemas fotovoltaicos; Ley 10086; Sistemas eléctricos de potencia; Factor de potencia; Simulación; Recursos energéticos; Paneles solares; Distribution networks; Photovoltaic systems; Law 10086; Power electrical systems; Power factor; Simulation; Energetic resources; Solar panels; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Electrical engineering, electronics and photonics