El objetivo principal del proyecto KIOSOL consiste en desarrollar una microrred a pequeña escala con herramientas capaces de manejar el problema de la intermitencia y responder a la problemática de suministro y uso de la energía producida en una microrred urbana o rural poco electrificada en condiciones meteorológicas difíciles. El contenedor fue inaugurado en mayo de 2019 en el lote Fenicia donde un primer grupo de estudiantes empezó a trabajar sobre unos proyectos de investigación y de grado. Dentro de este proyecto KIOSOL, varios estudios han sido hechos y validados en revistas científicas y conferencias. Este contenedor entró como prototipo del proyecto FENICIA que consiste en desarrollar un programa integral (social, ambiental, económico y urbanístico) para el Triángulo de Fenicia, que les permita a los diferentes actores de esta comunidad construir un futuro común de desarrollo y convivencia. Nosotros estamos involucrados en la parte de dimensionamiento y seguimiento de los equipos tal cómo los paneles solares y baterías para tener un balance adecuado entre la producción, el consumo y el almacenamiento. Además, un semillero empezó en enero 2020 con un grupo de 15 estudiantes sobre un proyecto de mesas móviles alimentado por paneles solares. De este objetivo, podemos sacar 5 temas de trabajos de investigaciones donde estoy trabajando:
- Estimación y predicción meteorológicas para poder predecir la producción fotovoltaica.
- Modelos eléctricos de una planta fotovoltaica con alta granularidad para la detección e identificación de fallas.
- Electrónica de potencia y control entre la parte fotovoltaica, baterías y consumo.
- Modelos eléctricos, térmicos de supercapacitores, baterías, etc para construir un sistema híbrido de almacenamiento.
- Pruebas in-situ y evaluación del uso de energía eléctrica para validación de container inteligente (uso de objetos conectados, cosecha de energía).
El problema mayor de un sistema fotovoltaico es la intermitencia de la producción energética, debido a las variaciones frecuentes de potencia. Durante años, esta fuente ha recibido mucha atención, especialmente en aplicaciones asociadas a edificaciones. La gestión de energía en relación con la conexión y desconexión de la red es un desafío importante que debe ser investigado para mejorar el problema de intermitencia. La calidad de la potencia puede ser mantenida por un control de carga y descarga de las baterías.
La figura 1 muestra el prototipo por medio de un contenedor con los elementos electrónicos conectados. Este consta de un arreglo de paneles solares fotovoltaicos (1.98kWp), un controlador de carga con MPPT, un banco de 4 baterías de AGM (120Ah – 48V) y un inversor cargador híbrido (3.6kW) el cual está en capacidad de controlar las tres fuentes de energía presentes (paneles, baterías y red) para atender las cargas del kiosco. Adicionalmente, el inversor tiene la función de poder sincronizarse con la red y poder importar o exportar energía del sistema. Además el objetivo de KIOSOL es dejar un espacio "abierto" para que los estudiantes o profesores hagan sus investigaciones alrededor de la gestión de energía eléctrica fotovoltaica.
