Resumen

Este artículo presenta el diseño óptimo de un sistema híbrido de turbina eólica, fotovoltaica y batería para una aplicación doméstica utilizando un enfoque de optimización multiobjetivo, a saber, la optimización por enjambre de partículas (PSO). La selección óptima de los componentes del sistema híbrido de energía renovable (HRES) se sugiere mediante la investigación exhaustiva de los efectos de diversos factores en la relación coste-fiabilidad, tales como la orientación de montaje, la temperatura en los módulos fotovoltaicos, la altura del buje del aerogenerador, diferentes tipos de baterías, y diferentes perfiles de carga. Los resultados de la optimización muestran la viabilidad de la HRES para una demanda doméstica unifamiliar en la región ártica de Tromsø, Noruega. Como comentaremos en los resultados, un HRES que funcione en dicha región puede alcanzar grandes niveles de autonomía energética a un coste razonable gracias, en parte, al clima frío. La estructura de montaje y los efectos de la temperatura sobre los módulos fotovoltaicos y el tipo de batería pueden cambiar significativamente el rendimiento del sistema en términos de coste y fiabilidad, mientras que un buje de aerogenerador más alto ofrece pocas mejoras. El resultado sugiere una HRES óptima consistente en un aerogenerador con un área de barrido de 21 m2 y una altura de buje de 12 m, un sistema fotovoltaico de 12 m2 con seguimiento de 2 ejes y un banco de baterías de 3 kWh. Este sistema alcanzará un 98,2% de autosuficiencia. Suponiendo que la vida útil del sistema sea de 20 años, el coste anual es de unos 900 USD. Aunque este estudio se centra en un HRES para una aplicación unifamiliar en el ártico, este planteamiento puede extenderse a otras aplicaciones y en otras zonas geográficas.

• Materias:Célula solar Célula solar híbrida Flujo cruzado Sun Trucker Célula solar orgánica Célula solar inorgánica
• Subjects:Solar cells Hybrid solar cell Cross flow Sun Trucker Organic solar cell Inorganic solar cell
• Palabras claves:hres, módulos pv, buje del aerogenerador más alto, sistema híbrido de energía renovable, altura del buje del aerogenerador, sistema de energía de la batería, diferentes perfiles de carga, demanda doméstica familiar, aerogenerador híbrido, enfoque de optimización multiobjetivo
• Keywords:hres, pv modules, higher wind turbine hub, hybrid renewable energy system, wind turbine hub height, battery energy system, different load profiles, family household demand, hybrid wind turbine, multiobjective optimization approach