Temática: Infraestructura abiertas para la ciencia: buenas y malas prácticas
País: Colombia
Organización: Universidad Nacional de Colombia - Centro de Electricidad, Electrónica y Telecomunicaciones del SENA
Póster
Rivera, C. (2025). Implementación de herramientas Open-Source, en los procesos formativos del Semillero de nuevas energías del CEET-SENA. 2do Congreso Iberoamericano de Ciencia Abierta (CIbCA2025), Quito-Ecuador. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17509121
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Autor(a) principal: Carlos Andres Rivera Guerrero
- ORCID: ORCID
- Mini biografía:
Ingeniero electrónico, con maestría en Ingeniería eléctrica y actualmente realizando estudios de doctorado, Investigador Junior categorizado por el Ministerio de Ciencia tecnología e Innovación del gobierno Colombiano, con experiencia de más de 10 años en múltiples proyectos de investigación en tecnologías IoT, Medición de descargas atmosféricas, Diseño de sistemas de instrumentación, Sistemas de alertas tempranas, Compatibilidad Electromagnética, Agricultura Vertical y nuevas energías
Palabras clave: Herramientas de software Open-Source; Datos abiertos; Diseño de sistemas fotovoltaicos; Guías de aprendizaje; Pymes
Resumen:
La transición energética es la apuesta del gobierno colombiano para disminuir los efectos del calentamiento climático (UPME,2019), así como el de diversificar la oferta energética del país (IRENA, 2021), de acuerdo con las proyecciones de la UPME, se espera que se alcance un 10% de la capacidad instalada para el año 2030 (UPME, 2022). Esta gran apuesta del gobierno nacional, además de necesitar una amplia inversión económicas para la implementación de infraestructuras, requiere de amplia disponibilidad de personal especializado a nivel de ingeniería y a nivel técnico. Desde el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA con la colaboración de sus grupos de investigación, se han implementado estrategias para que los aprendices de sus programas técnicos y tecnológicos afines con la línea de nuevas energías puedan afrontar y ser competitivos ante la creciente demanda de personal especializado en el diseño e instalación de sistemas de generación eléctrica con fuentes no convencionales, en especial los sistemas fotovoltaicos. Para tal fin, se ha buscado que los aprendices además de tener competencias en procesos de instalación y mantenimiento puedan también diseñar, dimensionas y realizar el planeamiento de una planta solar fotovoltaica completa, entre las mayores dificultades ha sido que estos procesos se desarrollan con herramientas de software y datos comerciales, los cuales tienen un costo representativo, y aunque existen licencias académicas, estas no pueden utilizarse para propósitos comerciales. Por lo anterior se propuso un proyecto de investigación con el semillero de nuevas energías, donde se buscaron diferentes herramientas de software del tipo Open Source, para el diseño y dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos, así como fuentes de datos abiertos como imágenes satelitales e información ambiental. El proyecto se conforma de 4 objetivos específicos, el primero es la búsqueda de herramientas e información Open-Source para el diseño y dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos, el segundo objetivo especifico fue el de seleccionar las mejores herramientas encontradas en la búsqueda del objetivo específico uno, el tercer objetivo específico fue el de desarrollar proyectos fotovoltaicos, iniciando desde proyectos de autoconsumo, hasta proyectos de alta demanda (1-2MW), del tipo on-grid y off-grid. Finalmente, como ultimo objetivo específico, fue el de realizar guías para el uso de la herramienta seleccionada, para que estas puedan ser utilizadas por otros aprendices, tanto del semillero como de los aprendices del programa técnico.
La metodología aplicada fue la de realización de capacitaciones semanales con los aprendices del semillero, donde se realizó el acompañamiento en la búsqueda de las herramientas Open-Source y bases de datos abiertas, enseguida se realizó la revisión de las soluciones encontradas, donde a los integrantes del semillero se les expuso su manejo, sus ventajas y desventajas con relación a plataformas comerciales como PVsyst, por medio ejemplos sencillos como el diseño de un sistema para autoconsumo para una familia, hasta una planta de 0.5MW para una comunidad no interconectada al sistema nacional eléctrico (Luque et al., 2011). Las herramientas Open-Source para diseño y planeación fueron: PVlib (Holmgren et al., 2018), SAM System Advisor Model (NREL, 2020), OpenSolar, SunScan IDB y Energy3D. Y las bases de datos abiertos fueron: NASA POWER (Stackhouse et al., 2018), PVGIS (Huld et al, 2012), IDEAM (IDEAM, 2020), NREL y UPME Con los ejemplos presentados a los aprendices y después de realizar discusiones sobre las ventajas y desventajas de las herramientas Open-Soruce y de las bases de datos encontradas, se decidió por elegir la herramienta System Advisor Model – NREL, como opción para la realización de las guías y documentos para el ultimo objetivo del proyecto, esta elección se tomo al comparar los resultados de System Advisor Model y de OpenSolar con los obtenidos por PVSyst, en relación al parámetro PR (Performance Ratio), donde System Advisor Model presento un valor cercano al calculado por PVSyst, otro factor determinante fue el relacionado con la generación de informes energéticos, los cuales son solicitados por las entidades financiadoras, System Advisor Model presenta un informe del tipo normalizado, el cual es similar al de PVSyst y es ampliamente por inversionistas y entidades del sector energéticos. Finalmente se desarrollaron las guías de aprendizaje. Como la principal conclusión que deja el proyecto es que la inclusión de herramientas Open-Source para el diseño de proyectos fotovoltaicos, ofrece una opción atractiva y confiable con relación a herramientas comerciales.
Referencias bibliográficas:
- UPME. (s. f.). Plan Energético Nacional (PEN) 2020‑2050 (visita a documento de consulta). Unidad de Planeación Minero Energética
- IRENA. (2021). World Energy Transitions Outlook. International Renewable Energy Agency
- UPME. (s. f.). Planes de Energización Rural Sostenible – PERS: herramienta de información para el desarrollo rural. Unidad de Planeación Minero Energética.
- Holmgren, W. F., Hansen, C. W., & Mikofski, M. A. (2018). pvlib python: a python package for modeling solar energy systems. Journal of Open Source Software, 3(29), 884. Journal of Open Source Software: pvlib python: a python package for modeling solar energy systems
- Luque, A., & Hegedus, S. (2011). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. John Wiley & Sons.
- NREL. (2020). System Advisor Model (SAM) General Description. National Renewable Energy Laboratory.
- Huld, T., Müller, R., & Gambardella, A. (2012). A new solar radiation database for estimating PV performance in Europe and Africa. Solar Energy, 86(6), 1803–1815.
- IDEAM. (2020). Atlas de radiación solar de Colombia. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales
- Stackhouse, P. W., et al. (2018). POWER Release 8: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources. NASA.