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Microrredes solares en La Guajira

La electrificación rural mediante microrredes solares fotovoltaicas representa una alternativa estratégica frente a las limitaciones de interconexión en zonas no interconectadas como La Guajira. Esta investigación examina las arquitecturas técnicas, los modelos de almacenamiento electroquímico y la viabilidad tecnoeconómica requerida para garantizar confiabilidad operativa y resiliencia en comunidades aisladas. La integración de esquemas modulares y modelos realistas de degradación de baterías sustenta lineamientos concretos para la sostenibilidad energética regional.

Objeto y sujeto

Sistemas de electrificación rural descentralizada en zonas no interconectadas — Dimensionamiento y viabilidad tecnoeconómica de microrredes solares fotovoltaicas en La Guajira

Novedad científica

Articulación de modelos precisos de degradación de acumuladores con configuraciones modulares en corriente continua para el contexto climático de La Guajira.

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Trabajo de Grado

Grado académico:
Microrredes solares en La Guajira

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Ciudad, 2026

Contenido

Introducción
Planteamiento del problema y contexto energético regional
Justificación socioeconómica y ambiental
Capítulo 1. Marco teórico y tecnológico de microrredes solares aisladas
1.1. Fundamentos de generación fotovoltaica y topologías en corriente continua
1.2. Tecnologías de almacenamiento electroquímico y modelos de degradación de baterías
1.3. Esquemas de electrificación descentralizada y modelos peer-to-peer
Capítulo 2. Metodología y diagnóstico técnico en el departamento de La Guajira
2.1. Caracterización del recurso solar y demanda energética en comunidades no interconectadas
2.2. Criterios de dimensionamiento y modelado computacional de microrredes híbridas
2.3. Parámetros tecnoeconómicos y marcos de evaluación multicriterio
Capítulo 3. Análisis de viabilidad, optimización y sostenibilidad operativa
3.1. Evaluación comparativa del ciclo de vida útil del almacenamiento en zonas de alta temperatura
3.2. Estrategias de despacho, control modular y mitigación de intermitencia
3.3. Propuesta de integración sociotécnica y gobernanza comunitaria en La Guajira
Referencias
Conclusiones
Bibliografía

Introducción

La provisión continua de energía eléctrica en comunidades rurales aisladas representa un desafío persistente para el desarrollo equitativo en el Sur Global. En regiones remotas y zonas no interconectadas como el departamento de La Guajira, la dispersión territorial y las complejidades orográficas hacen que la extensión de la red eléctrica nacional resulte técnica y financieramente restrictiva [2]. Frente a estas barreras estructurales, las microrredes solares fotovoltaicas configuradas de forma aislada constituyen una alternativa sostenible para abastecer requerimientos residenciales y actividades socioeconómicas locales, impulsando el acceso a un suministro limpio, seguro y resiliente ante fluctuaciones climáticas [3].

No obstante, la implementación de estos sistemas descentralizados en entornos de alta radiación y condiciones climáticas severas enfrenta obstáculos determinantes. La degradación acelerada de los módulos fotovoltaicos y de los sistemas de almacenamiento electroquímico, junto con la limitada gestión de la demanda y el desajuste entre esquemas de control y capacidades operativas locales, compromete la continuidad operativa a largo plazo [6]. Diversos modelos teóricos y simulaciones simplificadas subestiman el impacto del ciclo térmico en la vida útil de los acumuladores, lo cual distorsiona los costos nivelados de energía y dificulta el dimensionamiento óptimo necesario para comunidades dispersas [6].

El objetivo de esta investigación consiste en evaluar los esquemas de diseño, dimensionamiento y viabilidad tecnoeconómica de microrredes solares adaptadas al contexto de La Guajira, analizando alternativas de almacenamiento y arquitecturas modulares de distribución eléctrica [1], [6]. A través de un enfoque metodológico apoyado en modelos tecnoeconómicos de optimización y revisión analítica de configuraciones en corriente continua y topologías híbridas, se busca fundamentar lineamientos de ingeniería y gobernanza que aseguren confiabilidad técnica, sostenibilidad financiera y empoderamiento de las comunidades locales beneficiarias [2], [3].

3.1. Evaluación comparativa del ciclo de vida útil del almacenamiento en zonas de alta temperatura

El análisis técnico de las microrredes solares fotovoltaicas para comunidades rurales no interconectadas exige confrontar los modelos teóricos de almacenamiento y distribución con las dinámicas reales de operación. En este ámbito, la estimación precisa del ciclo de vida de los sistemas de acumulación electroquímica constituye un factor determinante para garantizar la viabilidad financiera y operativa de los proyectos. De acuerdo con W3000860568, el empleo de modelos de predicción realistas aplicados a tecnologías de plomo-ácido y litio demuestra que la vida útil real de las baterías es significativamente menor que la estimada mediante metodologías simplificadas, lo cual altera los costos finales debido a la necesidad de reemplazos prematuros en microrredes híbridas aisladas en Colombia. Subestimar este factor compromete tanto el suministro ininterrumpido como la sostenibilidad a largo plazo. Por otra parte, la topología de la red y la estructura de distribución condicionan la eficiencia energética global del sistema. Como señalan los análisis de plataformas descentralizadas, una adecuada distribución geográfica de la capacidad de generación fotovoltaica junto al consumo reduce las pérdidas de transmisión y permite aprovechar los excedentes mediante transacciones energéticas peer-to-peer cuando existen usos productivos de la electricidad y respaldo operativo suficiente (crossref-10-2139-ssrn-4900805). Asimismo, la articulación de nanorredes interconectadas bajo esquemas de corriente continua y electrónica de potencia proporciona una modularidad esencial para escalar la infraestructura eléctrica rural mediante soluciones ascendentes (crossref-10-70675-37195b77zd7f0z43ebz98bdzc80a81a66d99). De este modo, la convergencia entre modelos rigurosos de degradación electroquímica y arquitecturas modulares descentralizadas optimiza la resiliencia energética comunitaria.

Bibliografía

  1. DC solar microgrids with decentralized production and storage for the Lateral Electrification of rural Africa
    Lucas Richard
    Enlace DOI
  2. Solar Microgrids: How to Successfully Tackle the Electrification Challenge in the Rural Global South
    Christian Zürpel
    Enlace DOI
  3. Solar-Powered Microgrids for Rural Electrification: Techno-Economic Analysis and Social Impact
    Chris Bell, Ayoolu Olukemi, Abram Gracias
    Enlace DOI
  4. DC Microgrids for Efficient Solar Energy Utilization in Rural Electrification
    Kavita Gour, R Prabhu
  5. Techno-Economic Optimisation of a Hybrid Solar-Hydro-Diesel-Battery Microgrid for Rural Electrification in Nigeria
    Chinonso S. Ezeonye, Uzoma Osuji, Osita C. Chukwuezie et al.
  6. Optimization of Isolated Hybrid Microgrids with Renewable Energy Based on Different Battery Models and Technologies
    Yimy Edisson García Vera, Rodolfo Dufo‐López, José L. Bernal‐Agustín
  7. Decentralized solar photovoltaic battery based mini-grid for rural electrification in Tanzania: (Is Sharing Caring?)
    Hashim Khamis
  8. Design of microgrids for rural electrification
    D.P. Kothari, Anshumaan Pathak, Utkarsh Pandey

Bibliografía

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