Vivienda híbrida aislada con sistema v2h (vehicle to home)

Resumen

Hoy en día la situación energética es difícilmente sostenible, y como consecuencia, se plantea un escenario próximo orientado a conseguir un futuro energético sostenible que permita un mejor desarrollo económico y el bienestar social. El desarrollo de la tecnología ha permitido aumentar el uso de las fuentes de energías renovables en la generación de energía eléctrica tanto a nivel de grandes plantas generadoras (con potencias del orden de MW) como de pequeñas plantas (potencias del orden de kW). En las últimas décadas, los sistemas híbridos renovables han ido en aumento en la generación de energía eléctrica, principalmente combinando energía eólica y solar fotovoltaica. Debido a las características de intermitencia y fluctuación de estas fuentes, se debe prestar una especial atención al estudio de estos sistemas para suministrar energía eléctrica a una carga o conjunto de cargas de manera aislada y confiable. En esta investigación, se pretende definir y estudiar un sistema híbrido renovable para una vivienda sostenible, con abastecimiento mediante energía limpia. En la actualidad, una forma de mejorar la integración de estos sistemas híbridos en viviendas aisladas es la combinación de diferentes fuentes de energía junto con sistemas de almacenamiento energético, siendo este, clave para gestionar adecuadamente el consumo dentro de la vivienda. Se incluye en él la posibilidad de emplear las baterías de vehículos eléctricos (VE) mediante la tecnología Vehicle-to-Home (V2H) y también gestionar adecuadamente el uso de ciertas cargas que permiten su desplazamiento en el tiempo cuando exista excedente de energía. La necesidad del almacenamiento de energía viene dada por el desfase que existe entre la generación y el consumo de la energía, principalmente debido a la aleatoriedad de generación de las energías renovables y a los ciclos de consumo de energía. En la tesis se propondrá la optimización de un método de dimensionamiento para un sistema híbrido aislado de una vivienda que incluye la tecnología V2H, diferentes fuentes de energía renovable y almacenamiento de energía (incluyendo el sistema de hidrógeno), así como un nuevo sistema de gestión y control de la energía que permita cubrir la demanda de la vivienda de forma eficiente y sostenible. De esta manera, en esta tesis se plantean los siguientes objetivos. El primero es el estudio de las posibles configuraciones de fuentes de energía renovable y de sistemas de almacenamiento de energía en función de las necesidades energéticas a cubrir; las cuales se determinarán a partir del estudio de la demanda de la vivienda y del perfil de conducción del VE. Una vez determinada la configuración más adecuada de los elementos que compondrán el sistema híbrido, un segundo objetivo sería la propuesta de un nuevo método de dimensionamiento de estos en función de los requerimientos planteados, tanto desde un punto de vista técnico (estrategias de control y operación de las fuentes de energía, y de las variables eléctricas) como económico (coste de la configuración). Una vez determinado y configurado el sistema, el tercer objetivo de la tesis será el desarrollo, mediante software de simulación, de un modelo de cada uno de los elementos que conformen el sistema híbrido (fuentes renovables, EV y almacenamiento) y las cargas que conforman la vivienda. Una vez modelados los elementos del sistema a estudiar, el cuarto objetivo plantea el diseño de un sistema de control y gestión, que tenga la capacidad de controlar, gestionar y supervisar de forma eficiente la energía del sistema híbrido y que cubra la demanda de la vivienda. Finalmente, indicar que con el desarrollo de esta tesis se pretenden aportar nuevos conocimientos, soluciones y mejoras en el diseño, funcionamiento y operación más eficiente y sostenible del sistema híbrido que suministra energía a una vivienda híbrida aislada, incluyendo diferentes fuentes de energía renovable, almacenamiento de energía y sistema V2H.