Abstract: The present work focuses on the optimization of maximum power tracking (MPPT) in photovoltaic systems by employing a new technique based on linear regression. The main purpose is to develop an MPPT algorithm using linear regression techniques, which involves identifying and tracking the maximum power point of solar panels more accurately. The proposed algorithm is developed in MATLAB/Simulink software and validated through experimental tests. Subsequently, the application of the algorithm is extended to an electrical network modeled and simulated in HYPERSIM software, this tool allows a more detailed analysis of the instantaneous dynamics of electrical and control variables in complex systems when varying factors such as temperature and irradiation. The innovative contribution of this work is not only limited to the improvement of MPPT algorithms in photovoltaic systems. It is highlighted that, although the term MPPT is mainly associated with solar PV, the optimization of available power is also relevant for other renewable energy sources. Optimizing the conversion of solar energy into usable electricity not only increases the cost-effectiveness and sustainability of these systems, but also highlights the key role in the transition to a more sustainable electricity supply. Abstract (MPPT techniques accurately MATLABSimulink MATLAB Simulink tests Subsequently irradiation that PV sources costeffectiveness cost effectiveness supply

Resumen: El presente trabajo se enfoca en la optimización del seguimiento de máxima potencia (MPPT) en sistemas fotovoltaicos mediante el empleo de una nueva técnica basada en regresión lineal. El propósito principal es desarrollar un algoritmo de MPPT que utilice técnicas de regresión lineal, lo que implica identificar y seguir con mayor exactitud el punto de máxima potencia de los paneles solares. El algoritmo propuesto se desarrolla en el software MATLAB/Simulink, validándose a través de pruebas experimentales. Posteriormente, se extiende la aplicación del algoritmo a una red eléctrica modelada y simulada en el software HYPERSIM, esta herramienta permite un análisis más detallado de la dinámica instantánea de las variables eléctricas y de control en sistemas complejos al variar factores como la temperatura e irradiación. La contribución innovadora de este trabajo no solo se circunscribe a la mejora de los algoritmos de MPPT en sistemas fotovoltaicos. Se destaca que, aunque el término MPPT se asocie principalmente con la energía solar fotovoltaica, la optimización de la potencia disponible también es relevante para otras fuentes de energía renovable. La optimización de la conversión de energía solar en electricidad utilizable no solo aumenta la rentabilidad y sostenibilidad de estos sistemas, sino que también destaca el papel fundamental en la transición hacia un suministro eléctrico más sostenible. Resumen (MPPT lineal solares MATLABSimulink MATLAB Simulink MATLAB/Simulink experimentales Posteriormente HYPERSIM irradiación fotovoltaica renovable sostenible

ABSTRACT In this work, the implementation of solar panels in the Villa Clara Dairy Products Company, UEB Sagua la Grande, is evaluated. Measurements of the structures were made and optimal orientations were chosen to improve performance. The free software of the European commission PVGIS was used to facilitate the study of the solar resource and photovoltaic potential. It is a very useful tool for carrying out feasibility studies of photovoltaic systems. With the performance analysis, an annual generation of 648.5 MWh is forecast. This approach is not only energy efficient, but environmentally significant, as it will avoid the emission of 9,453 tons of CO2, 53 tons of SO2 and 18 tons of NO2 into the atmosphere. In addition, it is highlighted that the project will contribute to saving the country 2,882 tons of fuel. These results underline the importance and potential of renewable energy, not only to reduce dependence on fossil fuels, but also to mitigate climate change by reducing greenhouse gas emissions.

RESUMEN En el presente trabajo se evalúa la implementación de paneles solares en la Empresa de Productos Lácteos Villa Clara, UEB Sagua la Grande. Se realizaron mediciones de las estructuras y se eligieron las orientaciones óptimas para mejorar el rendimiento. Se utilizó el software gratuito de la comisión europea PVGIS, para facilitar el estudio del recurso solar y el potencial fotovoltaico. Se trata de una herramienta muy útil para hacer estudios de viabilidad de sistemas fotovoltaicos. Con el análisis de rendimiento, se pronostica una generación anual de 648,5 MWh. Este enfoque no solo es energéticamente eficiente, sino ambientalmente significativo, ya que evitará la emisión de 9453 toneladas de CO2, 53 toneladas de SO2 y 18 toneladas de NO2 a la atmósfera. Además, se destaca que el proyecto contribuirá al ahorro de 2882 toneladas de combustible al país. Estos resultados subrayan la importancia y el potencial de las energías renovables, no solo para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, sino también para mitigar el cambio climático al reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero.

ABSTRACT Cuba has worked on the development of photovoltaic energy to reduce dependence on fossil fuels. The residential sector has embraced the modality of installing solar panels on the roofs of their homes in order to reduce their rates. Unconsumed energy can be sold to the national electrical grid. In the study, through scenario analysis, with the Homer Pro, the approximate time to recover the initial investment and obtain profits was determined by evaluating its technical-economic viability with the objective of recovering the investment in 7 to 8 years. At provide a clear vision of how the study, when considering local conditions and needs, offers specific recommendations on adjusting tariffs to encourage investment in solar energy and highlights its relevance within the Havana context, so that prosumers can recover their investment in solar energy less time.

RESUMEN Cuba ha trabajado en el desarrollo de la energía fotovoltaica para disminuir la dependencia de los combustibles fósiles. El sector residencial ha acogido la modalidad de instalar paneles solares en los techos de sus hogares con el fin de reducir sus tarifas. La energía no consumida puede ser vendida a la red eléctrica nacional. En el estudio, a través del análisis de escenarios, con el Homer Pro, se determinó el tiempo aproximado para recuperar la inversión inicial y obtener ganancias al evaluar su viabilidad técnico-económica con el objetivo de recuperar la inversión en 7 a 8 años. Al brindarse una visión clara de cómo el estudio, al considerar las condiciones y necesidades locales, ofrece recomendaciones específicas sobre el ajuste de tarifas para incentivar la inversión en energía solar y resalta su relevancia dentro del contexto habanero, de modo que los prosumidores puedan recuperar su inversión en menor tiempo.

ABSTRACT The research exposes the initial phase of a project for the introduction of photovoltaic technology connected to the users' low voltage network. The article was structured in such a way that the fulfillment of the research objective and verification of the hypothesis was demonstrated. The deductive method was applied, observation, the research is qualitative, the bibliographic review related to the use of solar potential through the introduction of photovoltaic technology connected to the grid was used software QGIS was used for spatial data management and solar potential data management. The results were an examination of energy consumption by the sector studied and the repercussions linked to photovoltaic technology connected to the low voltage grid were analyzed.

RESUMEN La investigación expone la fase inicial de un proyecto para la introducción de la tecnología fotovoltaica conectada a la red de baja tensión de los usuarios. El artículo se estructuró de una manera tal que se demostró el cumplimiento del objetivo de la investigación y la verificación de la hipótesis. Se aplicó el método deductivo, la observación, la investigación es cualitativa, se utilizó la revisión bibliográfica relacionada con el aprovechamiento del potencial solar mediante la introducción de la tecnología fotovoltaica conectada a la red. Se utilizó el software QGIS para la gestión de datos espaciales y el manejo de los datos del potencial solar. Se tuvo como resultados un examen del consumo de energía por parte del sector estudiado y se analizaron las repercusiones vinculadas con la tecnología fotovoltaica conectada a la red de baja tensión.

Resumen Desde 2015 China es el líder mundial en la producción y uso de energía solar y también el principal exportador de paneles solares. En este trabajo se argumenta que el liderazgo de China surge de la convergencia de factores como el agravamiento del cambio climático, el empleo por varios países de estímulos fiscales para fomentar los paneles solares, los avances en tecnología fotovoltaica y el impulso de las políticas públicas que aprovecharon las propias condiciones económicas del país. El objetivo es describir la evolución de China como líder mundial en energía solar mediante un enfoque de políticas públicas. La metodología parte de la revisión cualitativa de las estadísticas de la producción mundial de energía solar y del comercio internacional en paneles fotovoltaicos de 2001 a 2021 para evaluar la evolución de China en este campo. Los datos sugieren que las políticas públicas instrumentadas por China han desempeñado un rol crucial en fomentar su liderazgo en energías renovables.

Abstract Since 2015, China has been the world’s leading producer and user of solar energy and also the world’s largest exporter of solar panels. This paper argues that China’s leadership arises from the convergence of factors such as worsening climate change, the use by several countries of fiscal stimuli to promote solar panels, advances in photovoltaic technology (PV), and the momentum of public policies that took advantage of the country’s own economy. The objective is to describe China’s evolution as a world leader in solar energy through a public policy approach. The methodology is based on a qualitative review of global solar energy production statistics and international trade in PV panels from 2001 to 2021 to assess China’s evolution in this field. Empirical findings suggest that China’s policies have played a crucial role in fostering its leadership in renewable energy.

ABSTRACT A computer system was developed to determine the energy potential in pig’s enterprise with the purpose of using the renewable energy sources. For their design, the IDE NetBeans, version 8.1 was selected as environment. A program named RESCE (renewable energy sources, clean environment) was generated to create hybrid systems, in which a priority order is establish respect to the residuals treatment. In a second phase, an estimate was made to determine the potential of electric energy generation with other sources. The use of this system allow the maximum exploitation of all natural resources, without damage the environment and it is consistent with the concept of circular economy. It is concluded that the program, in addition of allowing the computerization of the use of renewable energy sources in pig enterprise, speeds up decisions-making.

RESUMEN Se desarrolló un sistema informático para la determinación del potencial energético en centros porcinos con el propósito de poder utilizar las fuentes renovables de energía. Para su diseño, se seleccionó como entorno el IDE NetBeans en su versión 8.1. Se generó un programa denominado FREAL (fuentes renovables de energía, ambiente limpio) para crear sistemas híbridos, en el cual se establece un orden de prioridad respecto al tratamiento de los residuales. En una segunda fase, se hizo una estimación para determinar el potencial de generación de energía eléctrica con otras fuentes. El uso de este sistema permite la explotación al máximo todos los recursos naturales, sin dañar al medio ambiente y es consecuente con el concepto de economía circular. Se concluye que el programa, además de que permite la informatización del uso de fuentes renovables de energía en los centros porcinos, agiliza la toma de decisiones.

ABSTRACT Mexico’s expansive territory spans diverse climatic conditions, which directly influences the selection of commercial photovoltaic technologies. This study utilizes solar irradiance, temperature, and cloud index data (derived from satellite sources) to generate a suitability map for commercial solar panel technologies through the Analytical Hierarchy Process-Geographical Information Systems methodology. The map illustrates that chalcopyrites and cadmium telluride emerge as the most suitable technologies in 47.12% of the national territory. Following closely behind is amorphous silicon, covering 30.45%, while monocrystalline and polycrystalline silicon account for 22.43%. The primary objective of this paper is to guide the proper selection of solar panel technology types that align optimally with Mexico’s climatic conditions. This strategic approach aims to strengthen the planning and viability of photovoltaic solar energy projects nationwide.

RESUMEN El extenso territorio de México abarca diversas condiciones climáticas, lo cual influye directamente en la selección de tecnologías fotovoltaicas comerciales. Este estudio utiliza datos de irradiancia solar, temperatura e índice de nubosidad (derivados de fuentes satelitales) para generar un mapa de idoneidad de las tecnologías de paneles solares comerciales, a través de la metodología del proceso analítico jerárquico incorporado a los sistemas de información geográfica. El mapa muestra que las calcopiritas y el telururo de cadmio emergen como las tecnologías más adecuadas en el 47.12 % del territorio nacional. Les sigue de cerca el silicio amorfo, que cubre el 30.45 % del territorio, en tanto que el silicio monocristalino y policristalino representan el 22.43 %. El objetivo principal de este artículo es proporcionar orientación para la adecuada selección del tipo de tecnología de paneles solares que mejor se alinee a las condiciones climáticas de México. Este enfoque estratégico ayuda a fortalecer la planificación y viabilidad de los proyectos de energía solar fotovoltaica en todo el país.

Abstract There is international agreement that photovoltaic energy (PE) is a pillar of the energy transition required to mitigate the effects of global warming. The general objective of this article is to make a first geospatial approximation to estimate the proportion of territory and the amount of electricity feasible to be generated by the photovoltaic process in the state of Sonora. In order to achieve this objective, it is first necessary to determine the most appropriate method for identifying these sites. In the literature, it has been found that the Analytical Hierarchical Process (AHP) is one of the most used methods for the selection of sites for the production of different types of solar energy, mainly photovoltaic (Suprova et al., 2020; Malemnganbi and Shimray, 2020; Al Garni and Awasthi, 2017; Solangi et al., 2019). Where the mixture of GIS and AHP is one of the most appropriate submethods to identify these sites and apply specific conditions to them (Chandio et al., 2012), in this particular case through the application of equations using map algebra to estimate the theoretical electricity production for the entire federal entity with the photovoltaic process. Since Geographic Information Systems (GIS)-AHP allow the spatialization of specific objectives. Therefore, the first task is to spatialize the deterministic variables of the photovoltaic process, as well as the locations where it is not possible to produce this energy. In this case, the meteorological variables were obtained thanks to the data of the CESAVE-SIAFESON weather stations (2020). Due to data availability and consistency issues, a total of 97 stations were used. The stations consist of a number of different climatological gauges. Since these data are geographically punctual, it was necessary to use spatial interpolation techniques to make them continuous. The rest of the selection criteria are obtained from various sources of information. In the case of terrain elevations from the Mexican Continuum of Elevations of INEGI (n.d.), the slope and orientation of the terrain were estimated with the elevation data using the geodetic technique of its respective method in the Arcmap software. The roads were taken from the national road network obtained from INEGI (2020), the corresponding urban and rural areas from INEGI (2016), and the power lines from CENACE (2016). The proximity method used for these three variables was the path-distance method of the Arcmap software. Exclusion criteria were power transmission lines (CENACE, 2016), World Heritage Sites (CONANP, 2021a), protected natural areas (CONANP, 2021), native vegetation and habitats (INEGI, 2017), water bodies (INEGI, 2009), urban and rural spots (INEGI, 2016), social property found in the Sonora cadastral map (INEGI, 2016a), road network (INEGI, 2020c), places with slopes greater than 10 degrees (INEGI, n. f.), and tourist, religious, airport, and other sites (INEGI, 2020c). Thus, we had both the deterministic variables and the locations unsuitable for the installation of solar plants. To identify the relative importance of the deterministic variables, similar studies were used, such as Sanchez-Lozano et al. (2013), Chen et al. (2014), Noorollahi et al. (2016), Zoghi et al. (2017), Doljak and Stanojević (2017), Al Garni and Awasthi (2017) and Doorga et al. (2018). In light of this, the AHP method was applied to the spatial data in order to generate the ranking of sites to achieve the goal of producing electricity through the photovoltaic process. A specific equation using map algebra (Obukhov et al., 2017; Ropp et al., 1997; Faiman, 2008; Huld and Gracia Amillo, 2015) was applied to both the results and the whole of Sonora to estimate the electricity that could be generated using solar panels. It was found that 35.85% of the territory could be used to generate this energy, and that only 0.58% of this territory, corresponding to 1,081 km2, could supply all of Mexico’s electricity consumption in 2020 (Expansión, n.d.). Thus, photovoltaic energy in the country is a fundamental resource with high feasibility to achieve the energy transition.

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Resumo Estudos indicam a intensificação das mudanças climáticas, com aumento da temperatura do ar, alterações no padrão das chuvas e maior variabilidade para outros elementos climáticos. O setor energético renovável pode contribuir com a redução dos impactos na atmosfera. Todavia, as fontes renováveis dependem do clima e o aumento da demanda por energia exige um planejamento coerente com as novas condições. Este estudo teve como objetivo apresentar os resultados relacionados à radiação solar incidente na superfície e à nebulosidade para o Nordeste brasileiro. Utilizou-se um conjunto de modelos climáticos globais (BESM, HadGEM2-ES e CanESM2) associados ao regional Eta, para projetar dados futuros para os períodos de 2041-2069 e 2070-2099, comparando-os ao período histórico de 1961-1990, considerando os cenários RCP4.5 e RCP8.5 aplicados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Os resultados evidenciaram o aumento predominante da radiação solar incidente (média de 1,7% pelo HadGEM2-ES e 2,5% pelo CanESM2), exceto para o BESM (-3,5%) e redução para a nebulosidade, com valores médios entre -1,1% (BESM) e -53,4% (CanESM2). Esses resultados podem favorecer a produção de energia solar fotovoltaica nesta região, sendo assim, tem-se elevada expectativa quanto à diversificação da matriz energética brasileira, redução da dependência de combustíveis fósseis e aumento da segurança energética. climáticas ar atmosfera Todavia condições brasileiro Utilizouse Utilizou se BESM, (BESM HadGEM2ES HadGEMES HadGEM2 ES HadGEM CanESM2 CanESM Eta 20412069 2041 2069 2041-206 20702099, 20702099 2070 2099, 2099 2070-2099 comparandoos comparando 19611990, 19611990 1961 1990, 1990 1961-1990 RCP45 RCP RCP4 5 RCP4. RCP85 RCP8 RCP8. Climáticas média 17 1 7 1,7 25 2 2,5 CanESM2, , 3,5% 35 3 (-3,5% 1,1% 11 -1,1 53,4% 534 53 4 -53,4 CanESM2. . (CanESM2) região assim temse tem brasileira 2041206 204 206 2041-20 2070209 207 209 2070-209 1961199 196 199 1961-199 1, 2, 3,5 (-3,5 1,1 -1, 53,4 -53, (CanESM2 204120 20 2041-2 207020 2070-20 196119 19 1961-19 3, (-3, -1 53, -53 (CanESM 20412 2041- 20702 2070-2 19611 1961-1 (-3 - -5 2070- 1961- (- (

Abstract Studies indicate the intensification of climate change, with an increase in air temperature, changes in rainfall patterns, and greater variability in other climatic elements. The renewable energy sector can contribute to reducing atmospheric impacts. However, renewable sources depend on the climate, and the increasing demand for energy requires planning that is coherent with new conditions. This study aimed to present results related to incident solar radiation on the surface and cloudiness for the Northeast of Brazil. A set of global climate models (BESM, HadGEM2-ES, and CanESM2) associated with the regional Eta model was used to project future data for the periods 2041-2069 and 2070-2099, comparing them to the historical period of 1961-1990, considering the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios applied by the Intergovernmental Panel on Climate Change. The results showed a predominant increase in incident solar radiation (an average of 1.7% by HadGEM2-ES and 2.5% by CanESM2), except for BESM (-3.5%), and a reduction in cloudiness, with average values between -1.1% (BESM) and -53.4% (CanESM2). These results may favor the production of photovoltaic solar energy in this region, raising high expectations for the diversification of the Brazilian energy matrix, reducing dependence on fossil fuels, and increasing energy security. change temperature patterns elements impacts However conditions Brazil BESM, (BESM HadGEM2ES, HadGEM2ES HadGEMES HadGEM2 ES, ES HadGEM CanESM2 CanESM 20412069 2041 2069 2041-206 20702099, 20702099 2070 2099, 2099 2070-2099 19611990, 19611990 1961 1990, 1990 1961-1990 RCP45 RCP RCP4 5 RCP4. RCP85 RCP8 RCP8. Change 17 1 7 1.7 25 2 2.5 CanESM2, , 3.5%, 35 3.5% 3 (-3.5%) 1.1% 11 -1.1 53.4% 534 53 4 -53.4 CanESM2. . (CanESM2) region matrix fuels security 2041206 204 206 2041-20 2070209 207 209 2070-209 1961199 196 199 1961-199 1. 2. 3.5 (-3.5% 1.1 -1. 53.4 -53. (CanESM2 204120 20 2041-2 207020 2070-20 196119 19 1961-19 3. (-3.5 -1 53. -53 (CanESM 20412 2041- 20702 2070-2 19611 1961-1 (-3. - -5 2070- 1961- (-3 (- (

Abstract Distributed generation (DG) is the generation of electricity, mostly photovoltaic, close to consumption centers by individual users in residences or companies, whose main objective is self-consumption. It is considered disruptive by breaking with the paradigm of centralized generation. The objective of this study was to analyse the trend, benefits and challenges that the penetration of this technology in Mexico implies for the public administration. A study with a quantitative approach, based on empirical data published by international organizations and the Mexican government, with the study subjects being the country and its 32 States. A significant penetration of DG was found in Mexico where it has had a compound annual growth rate of 45% in recent years, reaching an installed capacity of around 3 GW. Its geographical distribution in Mexico is heterogeneous and depends on the economic level of the State. The contribution that DG makes to the energy transition is important in environmental terms, it represents a saving of more than one million tons of CO2 per year and in economic terms a significant saving for the public administration in the area of electrical energy generation. The Mexican public administration faces a double challenge: on the one hand, stimulating DG to increase the generation of clean energy to comply with international commitments and on the other, achieving the flexibility required by the National Electric System for the integration of intermittent clean energies. such as photovoltaics.

Resumen La generación distribuida (GD) es la producción de electricidad, mayoritariamente fotovoltaica, en cercanía a los centros de consumo por usuarios individuales en residencias o empresas, cuyo principal objetivo es el autoconsumo; se considera disruptiva al romper con el paradigma de la generación centralizada. El objetivo del presente estudio fue analizar la tendencia, los beneficios y los retos que implica a la administración pública la penetración esta tecnología en México. Es un estudio con enfoque cuantitativo, basado en datos empíricos publicados por organismos internacionales y el gobierno mexicano, cuyos sujetos de estudio fueron el país y sus 32 entidades federativas. Se encontró una importante penetración de la GD en México, con una tasa de crecimiento anual compuesta de 45% en los últimos años, alcanzando una capacidad instalada del orden de 3 GW. Su distribución geográfica en México es heterogénea y se encuentra en función del nivel económico del Estado. La aportación de la GD a la transición energética es importante en el tema ambiental, representa un ahorro superior a un millón de toneladas de CO2 por año y en términos económicos un ahorro importante para la administración pública en el rubro de generación de energía eléctrica. La administración pública mexicana se enfrenta a un doble reto: por una parte, estimular la GD para incrementar la generación de energía limpia para cumplir con los compromisos internacionales y, por otra, lograr la flexibilidad que requiere el sistema eléctrico nacional para la integración de energías limpias intermitentes, como la fotovoltaica.

Resumen Como es conocido, la energía solar es un tipo de energía renovable que por su naturaleza se encuentra intrínsecamente influenciada por la variabilidad del recurso según sean las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar. Para contrarrestar dicha variabilidad en la generación, se puede recurrir a tecnologías de almacenamiento como baterías. Estas facilitan la integración de esta energía a la red y la alimentación de las cargas en momentos de baja generación fotovoltaica (FV). En este artículo, se realiza un análisis técnico y económico de un sistema FV que cuenta con almacenamiento de energía por medio de baterías. Para ello, se desarrolla un modelo de un sistema fotovoltaico con y sin almacenamiento de energía, como comparación, para un sistema residencial con tarifa residencial plana. A partir del análisis generado, los resultados obtenidos indican que en términos económicos, es más rentable la instalación de sistemas operando únicamente con módulos fotovoltaicos (basado en el tiempo de retorno de inversión descontado). Por otra parte, a nivel energético los sistemas FV con almacenamiento por medio de baterías, permiten un mayor aprovechamiento de la energía fotovoltaica capaz de extraer del sistema, como es evidenciado por medio de las métricas de autoconsumo y autarquía. Así, este artículo, contribuye al análisis de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía por medio de baterías, una tecnología relativamente nueva en el país, colaborando con la generación de conocimiento de sistemas que se prevé cambie sustancialmente los sistemas de eléctricos.

Resumen: Las tecnologías renovables son una forma de energía moderna, limpia y de muy bajo impacto ambiental. Las mismas pueden convertirse en una opción viable para la generación de energía en especial para zonas rurales del Ecuador, en donde el escaso acceso al servicio eléctrico limita las posibilidades de desarrollo de estas zonas. La energía solar es el recurso utilizado por los sistemas de generación fotovoltaicos aislados, los mismos que son de uso exclusivo para zonas rurales debido a que la instalación de la red eléctrica es costosa o técnicamente compleja. En el entorno de Matlab/Simulink se han diseñado sistemas fotovoltaicos aislados que están compuestos por un arreglo de módulos fotovoltaicos, reguladores de carga, sistemas de almacenamiento e inversores monofásicos que en conjunto permitirán conocer el comportamiento de la generación de energía eléctrica a través de energía solar fotovoltaica. Además, se desarrolló un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para obtener el pico de potencia del arreglo fotovoltaico y se incorporó un control proporcional integral discreto para la carga y descarga de las baterías. Por consiguiente, se diseñó y desarrollo una herramienta de dimensionamiento a través de Macros y Visual Basic de Excel, la cual facilitó el ingreso de los diferentes parámetros y la obtención de los resultados para la implementación de los sistemas fotovoltaicos.

Abstract: Renewable technologies are a modern, clean form of energy with a very low environmental impact. They can become a viable option for energy generation, especially in rural areas of Ecuador, where the scarce access to electricity service limits the development possibilities of these areas. Solar energy is the resource used by off grid photovoltaic generation systems, which are used exclusively in rural areas because the installation of the electrical grid is costly or technically complex. Off grid photovoltaic systems have been designed in the Matlab/Simulink environment, which are composed of an array of photovoltaic modules, charge controllers, storage systems and single-phase inverters that together will allow knowing the behavior of electric power generation through solar photovoltaic energy. In addition, a maximum power point tracking (MPPT) algorithm was developed to obtain the peak power of the photovoltaic array and a discrete integral proportional control was incorporated for the charging and discharging of the batteries. Finally, a sizing tool was designed and developed through Excel Macros and Visual Basic, which facilitated the input of different parameters and obtaining the results for the implementation of the photovoltaic systems.

Resumen El uso de plantas solares fotovoltaicas para la generación de energía eléctrica ha ido en constante aumento en los últimos años. Muchas de estas se conectan a la red eléctrica externa, por lo que se hace necesario el pronóstico de la energía eléctrica generada por las plantas solares para coadyuvar en la gestión del operador de la red. En esta investigación se presenta una metodología basada en la ciencia de datos para desarrollar el pronóstico de energía eléctrica generada de plantas solares fotovoltaicas, utilizando, para efectos de comparación, tres técnicas diferentes: análisis de series de tiempo, regresión lineal múltiple, y red neuronal artificial. Se trabajó con los datos históricos de la potencia pico, la irradiancia solar, la temperatura ambiente, la velocidad del viento, y la tasa de suciedad, de una planta solar fotovoltaica experimental del NREL. Para evaluar el desempeño de los modelos se utilizan las métricas RMSE, MAE, y MAPE, resultando que el modelo ARIMA del análisis de series de tiempo fue el que mejor desempeño tuvo con un MAE de 1.38 kWh, RMSE de 1.40 kWh, y MAPE de 6.35 %. En el análisis de correlación se determinó que la generación de energía era independiente de la tasa de suciedad, por lo que se descartó esta variable en los modelos de regresión.

Abstract The use of photovoltaic solar plants for the generation of electrical energy has been constantly increasing in recent years, and many of these plants are connected to the external electrical network, which makes it necessary to forecast the electrical energy generated by the solar plants to assist in the management of the network operator. This research presents a methodology based on data science to develop the forecast of electrical energy generated from photovoltaic solar plants, using three different techniques for comparison purposes: time series analysis, multiple linear regression, and artificial neural network. Historical data of peak power, solar irradiance, ambient temperature, wind speed, and soiling rate from an experimental NREL photovoltaic solar plant were used. To evaluate the performance of the models, the RMSE, MAE, and MAPE metrics are used, resulting in the ARIMA model of the time series analysis having the best performance with a MAE of 1.38 kWh, RMSE of 1.40 kWh, and MAPE of 6.35 %. In the correlation analysis, it was determined that power generation was independent of the soiling rate, so this variable was discarded in the regression models.

ABSTRACT A very short term forecast (15 min) of photovoltaic generation from solar farms connected to the National Power Grid in Cuba is presented. The approach described here is based, on one side, on the Heliosat II method for the estimation of solar radiation from meteorological satellites visible images and on the other, on the Cloud Motion Vectors algorithm, which allows to produce an image extrapolated to a near future time based on two consecutive images already received. Both methods are combined to produce an irradiance forecast that is used to estimate the power generation for a given location. In this case, a sample of the available farms. With the available satellite images and processing power, this implementation allows to produce a 15 minutes forecast every 5 minutes achieving a correlation of 0.835 between predicted and reported values in the farms and a mean square error of 0.51 Mw.

RESUMEN Se presenta un pronóstico a muy corto plazo (15 min) de generación fotovoltaica a partir de parques solares conectados al Sistema Eléctrico Nacional en Cuba. El enfoque aquí descrito se basa, por un lado, en el método Heliosat II para la estimación de la radiación solar a partir de imágenes visibles de satélites meteorológicos y, por otro, en el algoritmo Cloud Motion Vectors, que permite producir una imagen extrapolable en el futuro próximo basado en dos imágenes consecutivas. Ambos métodos se combinan para producir un pronóstico de irradiancia que se utiliza para estimar la generación de energía para un lugar determinado. En este caso, una muestra de los parques disponibles. Con las imágenes satelitales disponibles y la potencia de procesamiento, esta implementación permite producir un pronóstico de 15 minutos cada 5 minutos logrando una correlación de 0,835 entre los valores predichos y reportados en las fincas y un error cuadrático medio de 0,51 MW.

Abstract The dwindling supply of fossil fuels and their detrimental environmental effects are propelling humanity towards exploring renewable and sustainable energy alternatives. This study seeks to dimension an independent system for electrical energy generation using photovoltaic panels in rural residences of the Cañar province, situated in southern Ecuador. The research, conducted through a quantitative analysis, primarily targets areas where public utilities struggle to provide electricity or where the economic viability of network expansion projects is questionable. Focusing on a socially-oriented dwelling with a daily energy consumption of 9,444 Wh/day, the study calculates the required quantity of photovoltaic panels, charge controller, inverter, and batteries necessary to meet the household’s energy demands. Agricultural production areas served as the foundation for this study. The findings indicate that a configuration of 9 photovoltaic panels with a rating of 375W each, accompanied by a 48V charge controller, a 48V inverter, and 12 batteries, proved sufficient to cover 120% of the daily demand of 9.44 kWh/day.

Resumen La escasez de combustibles fósiles y su impacto negativo en el medio ambiente están impulsando a la humanidad a buscar alternativas de combustibles renovables y sostenibles. Este trabajo tuvo como objetivo dimensionar un sistema autónomo de generación de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos para viviendas rurales en la provincia de Cañar, ubicada al Sur de Ecuador, a través de un estudio cuantitativo. Se centra en áreas donde las empresas públicas no pueden suministrar electricidad o donde los proyectos de expansión de redes no son económicamente viables. Se analiza una vivienda de tipo social con un consumo diario de 9.444Wh/día. Se calcula la cantidad de paneles fotovoltaicos, el controlador de carga, el inversor y la cantidad de baterías necesarias para abastecer la vivienda. Se tomaron como base para el estudio las viviendas ubicadas en áreas de producción agrícola. Se determinó que un total de 9 paneles fotovoltaicos de 375W, 1 controlador de carga de 48v, 1 inversor de 48v y 12 baterías eran suficientes para cubrir el 120% de la demanda de 9.44Kwh/día.