Hoy en día, se estima que 1.400 millones de personas en el mundo no tienen acceso a la electricidad. Esta cifra representa un tema clave en el mundo actual, ya que la electricidad es vital para el crecimiento económico, ya que cubre necesidades básicas como la iluminación, la refrigeración y el funcionamiento de la mayoría de los electrodomésticos. Sin estos servicios esenciales, las escuelas no tendrían luces, no podrían almacenar algunos medicamentos y, a menudo, tendrían que transportar agua a mano durante millas solo para proporcionar una hidratación e higiene adecuadas.
Fondo
Hoy en día, se estima que 1.400 millones de personas en el mundo no tienen acceso a la electricidad. Esta cifra representa un tema clave en el mundo actual, ya que la electricidad es vital para el crecimiento económico, ya que cubre necesidades básicas como la iluminación, la refrigeración y el funcionamiento de la mayoría de los electrodomésticos. Sin estos servicios esenciales, las escuelas no tendrían luces, no podrían almacenar algunos medicamentos y, a menudo, tendrían que transportar agua a mano durante millas solo para proporcionar una hidratación e higiene adecuadas.
Tradicionalmente, se requería que las líneas de transmisión transmitieran grandes cantidades de electricidad generada desde grandes plantas de energía a áreas densamente pobladas donde podría usarse para aplicaciones comerciales y residenciales. La mayoría de las personas sin electricidad viven en áreas remotas con densidades de población dispersas. Esto se convierte en un problema económico. El alto costo inicial de la infraestructura es difícil de justificar para un pequeño pueblo de gente dispersa. Intrínsecamente, sería prohibitivamente costoso llevar una red eléctrica convencional a los rincones más remotos del mundo. Irónicamente, muchas de estas áreas remotas tienen fuentes de energía renovable abundantes pero subutilizadas. Esto crea una oportunidad para que los ingenieros apliquen nuevas tecnologías para llenar estos vacíos humanitarios que aún existen a pesar de la globalización y los grandes avances en el desarrollo tecnológico en el mundo occidental. Los proyectos de casas de CC tienen como objetivo llenar estos vacíos al operar casas directamente desde fuentes de energía renovable que generalmente generan energía de CC. Como sugiere el nombre, una casa de CC emplea un sistema de distribución de CC de bajo voltaje para satisfacer las necesidades energéticas básicas, como la iluminación, para una sola familia. Entonces, por ejemplo, tiene la ventaja de reemplazar la necesidad de las peligrosas lámparas de queroseno que todavía están en uso. en muchos pueblos remotos.
Los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural son las principales fuentes de energía del mundo en la actualidad. Como los combustibles fósiles son recursos finitos, uno de los problemas que surgen al utilizar estos recursos para la energía es la sostenibilidad. Esto lo convierte en una fuente de energía intrínsecamente insostenible, ya que eventualmente se consumirá por completo. Por lo tanto, encontrar fuentes alternativas de energía renovable y sistemas efectivos y eficientes para usarlas es esencial para lograr un futuro sostenible. Por ejemplo, en Estados Unidos, la producción de electricidad a partir de energías renovables sigue siendo insignificante en comparación con la producción de electricidad a partir de combustibles fósiles. Sin embargo, su número ha aumentado con el tiempo. A nivel mundial, se espera que el 14 % del suministro mundial de energía provenga de fuentes renovables para 2030, siguiendo el mismo patrón.
Otra ventaja que surge del proyecto DC House es en términos de calentamiento global, el fenómeno en el que los gases de efecto invernadero producidos por la quema de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón calientan la tierra. Esto crea muchos impactos ambientales negativos que afectan la vida humana y no humana en la Tierra. El proyecto DC House ayudará a evitar que este problema empeore mediante el uso de fuentes de energía renovables que no emiten gases de efecto invernadero.
casa de corriente continua
Como se mencionó anteriormente, una casa de CC es un hogar que funciona exclusivamente con energía de CC de fuentes de energía renovables y sostenibles. El sistema de CC ha sido elegido para proporcionar la mejor combinación para las fuentes de energía renovable que generan principalmente energía de CC. Esto elimina el proceso de conversión intermedio requerido en los hogares tradicionales con alimentación de CA. La figura 1 muestra un diagrama de bloques del sistema doméstico de CC. Desafortunadamente, la confiabilidad de muchas fuentes de energía renovable depende de la estación, el clima o la hora del día, y debe incorporar un sistema de batería para garantizar la estabilidad.
Los sistemas eléctricos alimentados por CC no son un concepto nuevo o poco común. Por ejemplo, la electrónica de automóviles y vehículos recreativos (RV) está alimentada por un sistema de 12 VCC con una o más baterías. El motor de un automóvil impulsa un alternador que produce voltaje de CA. La alimentación de CA se rectifica a CC y el nivel de voltaje se regula mediante un regulador de voltaje. El regulador alimenta la batería del coche. Un regulador controla el flujo de energía a la batería para que la batería no se sobrecargue. Este sistema se utiliza para alimentar la electrónica y la iluminación a bordo del vehículo. Hay varias razones por las que los automóviles usan CC. Muchos dispositivos electrónicos para automóviles, como los estéreos de automóviles, requieren alimentación de CC. CC también permite el uso de baterías, proporcionando cierta flexibilidad en el sistema de alimentación del vehículo. De esta manera, no tiene que encender el motor de su automóvil para encender las luces, la radio o los dispositivos electrónicos. Este sistema de energía básico es muy similar en motivación y función a los sistemas de energía que incorporan fuentes de energía renovables. Proporciona un bus de voltaje que alimenta cargas alimentadas por CC y alimenta estas cargas a través de baterías cuando la fuente de energía está inactiva (tiempo nublado alimentado por energía solar).
Los hogares de CC están destinados a servir como una alternativa a los hogares tradicionales alimentados por CA. Por lo tanto, debe satisfacer las necesidades que brinda una vivienda típica. Los hogares deben ofrecer al menos iluminación interior y exterior, capacidades de almacenamiento de alimentos y opciones de preparación de alimentos, y otros servicios. En las primeras etapas, las casas de CC están diseñadas con capacidades de potencia de 100 W a 500 W, siendo la iluminación de CC la carga principal.
Un proyecto completo de DC House tiene varios temas de diseño y objetivos que deben lograrse durante cada fase de operación. Un tema clave de este proyecto es la aplicación de principios de ingeniería de varias disciplinas para abordar problemas relacionados con DC House. En las primeras etapas, se realizaron varios estudios para explorar cuestiones tales como el nivel óptimo del bus de CC, el tipo de carga de CC, los tomacorrientes de pared de CC, los convertidores de CC-CC que proporcionan el bus de CC y la interfaz con fuentes de energía renovables. . La siguiente fase es diseñar y construir un modelo a pequeña escala de DC House antes de construir un modelo a escala real. Además, DC House Project pretende ser un proyecto de código abierto en el que cualquier persona del mundo pueda participar. Varias universidades asociadas de varios países del mundo (Indonesia, Filipinas, etc.) ahora han aceptado participar en este esfuerzo y ayudar a DC House con su prueba de campo final.
Finalmente, espero que llegue el día en que DC House sea útil no solo para el suministro de energía en áreas remotas, sino también para la preparación para emergencias, como proporcionar alojamiento temporal en caso de un desastre. Esto enfatiza aún más el verdadero significado del “Proyecto DC House: proporcionar acceso a la electricidad para los desafortunados”.
Para obtener más información, visite el sitio web de DC House Project. http://www.calpoly.edu/~taufik/dchouse.