Optimización técnico-económica de un sistema híbrido eólico–fotovoltaico para la reducción de los costes energéticos en la industria plástica: Caso de estudio RIMAX

Abstract

El presente Trabajo de Fin de Máster desarrolla un modelo de optimización técnico-económica para el dimensionamiento de sistemas híbridos eólico–fotovoltaicos aplicados a la industria plástica en Colombia, con el objetivo de minimizar los costes energéticos y mejorar la sostenibilidad del sector. El estudio parte de la caracterización detallada de la demanda energética de una planta tipo, considerando perfiles de carga y condiciones operativas propias de procesos industriales continuos. Posteriormente, se analiza el potencial de los recursos solar y eólico en distintas regiones del país, con especial énfasis en zonas de alta concentración industrial. A partir de estos datos, se modela un sistema híbrido integrado y conectado a red, evaluando múltiples configuraciones mediante herramientas de simulación especializadas. La optimización del sistema se realiza considerando variables de decisión como la potencia instalada fotovoltaica, la capacidad eólica y el almacenamiento energético, con el objetivo de minimizar el Coste Nivelado de Energía (LCOE) y maximizar la rentabilidad del sistema. Se emplean indicadores técnicos, económicos y ambientales, incluyendo la Tasa Interna de Retorno (TIR), el Retorno de la Inversión (ROI) y la reducción de emisiones de CO₂. De este modo, los resultados permiten identificar configuraciones óptimas que reducen la dependencia de la red eléctrica convencional, disminuyendo los costes operativos y mejorando así la confiabilidad del suministro energético. Finalmente, el estudio propone un modelo replicable para la integración de energías renovables en entornos industriales, contribuyendo al proceso de transición energética del sector manufacturero en Colombia.