Optimización del almacenamiento y distribución de energía proveniente de paneles solares en el conjunto residencial el Rocío mediante algoritmos genéticos

Abstract

Se investigó la optimización del almacenamiento y distribución de energía solar mediante algoritmos genéticos en el conjunto residencial El Rocío, ubicado en el cantón La Maná, Ecuador. El sistema comprende cuatro departamentos y un local comercial, equipados con unidades de aire acondicionado de 2500 BTU. Se implementó un sistema fotovoltaico de 16 kWp con almacenamiento de 40 kWh en baterías de ion-litio. La metodología empleó un algoritmo genético que optimizó los patrones de carga y descarga, alcanzando una eficiencia del sistema del 100% y una autosuficiencia energética del 51.39%. El algoritmo convergió después de 300 generaciones a un valor de función objetivo de 4084622.19, demostrando una estrategia efectiva de gestión energética que priorizó el uso directo de energía solar sobre el almacenamiento, reflejado en un factor de utilización de batería del 9.37%. Los resultados muestran que el sistema optimizado mantiene efectivamente el estado de carga de las baterías entre 35% y 90%, equilibrando la disponibilidad energética con la longevidad de los componentes. Esta investigación proporciona una base metodológica para la implementación de sistemas similares en otros conjuntos residenciales, contribuyendo al desarrollo de soluciones energéticas sostenibles.The optimization of solar energy storage and distribution using genetic algorithms was investigated in the El Rocío residential complex, located in La Maná canton, Ecuador. The system comprises four apartments and a commercial premises, equipped with 2500 BTU air conditioning units. A 16 kWp photovoltaic system with 40 kWh storage in lithium-ion batteries was implemented. The methodology employed a genetic algorithm that optimized the charging and discharging patterns, achieving a system efficiency of 100% and an energy self-sufficiency of 51.39%. The algorithm converged after 300 generations to an objective function value of 4084622.19, demonstrating an effective energy management strategy that prioritized the direct use of solar energy over storage, reflected in a battery utilization factor of 9.37%. The results show that the optimized system effectively maintains the state of charge of the batteries between 35% and 90%, balancing energy availability with component longevity. This research provides a methodological basis for the implementation of similar systems in other residential complexes, contributing to the development of sustainable energy solutions.