Resumen de Development of a modeling tool for simulating electricity demand and on site PV power production in high time resolution: applications in Costa Rica

Carlos Roldán, Vicky Cheng, Sophia Ruiz Vásquez

• español

  Con el fin de apoyar de manera sostenible los múltiples sistemas de energía, las estrategias de mejoramiento de sistemas de eficiencia energética implican la integración y aplicación de herramientas de análisis de energía urbanas. Los sistemas de energía, como la energía solar intermitente, requieren investigación sobre la capacidad de adaptación entre la demanda y la producción. El análisis de coincidencia de energía requiere de fuentes de error mínimas, con el fin de obtener resultados más puntuales.En ciertas aplicaciones de simulación de energía, el intervalo de tiempo de uso común es de una hora, sin embargo, estudios han demostrado que esto puede ser una fuente significativa de error. Por ende, para la identificación del impacto que tiene la frecuencia temporal en las simulaciones, se crearon modelos holísticos en alta resolución. Con estos modelos, se pretende la representación y obtención de resultados más precisos y exactos.El modelo de producción de energía fotovoltaica generada in-situ, se basa en un modelo desarrollado por el grupo de investigación Energy Effcient and Smart Cities (EESC). Datos pertinentes, tales como la radiación incidente y la radiación global se obtuvieron del software Meteonorm. Para la elaboración del modelo de alta resolución de la demanda eléctrica doméstica, el modelo desarrollado por Centre for Renewable Energy Systems Technology of Loughborough University, fue utilizado y modificado usando información pertinente de Costa Rica.Estos modelos, implican módulos fotovoltaicos con producción energética in-situ y representan adecuadamente la demanda de electricidad doméstica. Por lo tanto, el cálculo de los análisis de la capacidad de adaptación de energía pudo ser efectuado. Dichos cálculos involucran los índices OEF y OEM, que se refieren a la fracción de energía in situ y la coincidencia de energía en las instalaciones, respectivamente. Mediante estos cálculos, se mostró que el uso de las resoluciones más gruesas en el análisis de energía conduce a la sobreestimación, y a su vez el porcentaje de error incrementa.

• English

  Strategies towards more energy-efficient systems imply the integration and application of urban energy analysis tools in order to support the sustainable energy systems. Energy systems such as intermittent solar power, requires research into the comprehensive analysis of the matching capability between the demand and the production. In order to perform the energy matching analysis, the aim must involve minimal source of error therefore, more accurate results can be obtained.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 the identification 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 accurate results could be obtained. The generated PV on-site production model is based on a model developed by the research group Energy Efficient and Smart Cities (EESC). Relevant data needed for the model, such as irradiance and incident global radiation; was obtained using the software Meteonorm. For the high-resolution model of domestic electricity demand, the model developed by the Centre for Renewable Energy Systems Technology of Loughborough University, was used and modified using relevant information from Costa Rica.This model implicates PV modules on-site production and adequately represents the domestic electricity demand. Hence analyses of energy matching capability calculations, such as the on-site energy fraction index (OEF) which asses how much demand can be covered by the on-site energy generation and the on-site energy matching index (OEM) which indicates how much 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 the same time the error percentage is bigger.