Low Power Hydroelectric Systems (Lphs) To Energize Iot Devices A Review

• Published in: Revista ingeniería solidaria Vol. 20; no. 1; pp. 1 - 35
• Main Author: Herrera Galindo, Laura Estefania
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 20-01-2024
• ISSN: 1900-3102; 2357-6014
• DOI: 10.16925/2357-6014.2024.01.10

Introduction: This paper describes the results of the exploratory research developed by the SciBas investigation group of Francisco José de Caldas Distrital University within the low power-Pico hydraulic Hydroelectric Generation Systems (0,5 Kw to 5Kw) framework, that uses the minimum water reservoirs or Ultra Low Head (ULH) or Very Low Head (VLH) - such as drainage channels – and provides energy to IoT devices or its applications. Problem: About 80% of the world’s population lives in places where energy depends on fossil fuels; thus, it is necessary to generate electric power with renewable sources. Nevertheless, Low Power Generation Systems are an under-researched field, so the applied experiences have not been categorized and documented enough. Objective: Formulate a baseline to provide a detailed understanding of the structure of Low Power Hydroelectric Systems (LPHS) and establish a perspective for future Colombian context research. Methodology: Construct conceptualizations, categorizations and sub-categorizations based on vertebrate diagrams oriented to conceptual maps that show documentary references included between the years 2019 and 2023. Results: A review of papers related to Hydroelectric Energy Generation was made, of which 30% consisted of research about LPHS and its advantages and disadvantages; 35% about the generators, batteries and converters that complement this kind of system; and, finally, IoT device applications and sensor networks comprise 35% of the investigation. Conclusion: It was established that, in addition to the fact that LPHS generation is propitious for IoT devices and its applications, the idea of designing and implementing systems that power sensors and devices through clean energy is an advantage over other forms of generation with resources that, although exhaustible, are easily found within the national geography and are therefore viable for their implementation in non-interconnected zones of the electric system. Originality: This research is made in drainage channels terms, confirming its unprecedented nature; as well as considering energizing of IoT sensors and sensors networks by LPHS. Limitations: The review is limited to academic records; therefore, a deepening fieldwork is required for local, regional and national experience documentation in order to expand the applied research baseline.
Introducción: el presente artículo describe los resultados de la investigación de tipo exploratorio desarrollada por el grupo de investigación SciBas de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, en el marco de los Sistemas de Generación Hidroeléctrica de baja potencia o Picohidráulicas (de 0,5 Kw a 5Kw) que usan mínimos reservorios de agua o de Ultra o Muy Bajo Cabezal (ULH) o (VLH) - como canales de desagüe- y proporcionan energía para dispositivos IoT o sus aplicaciones. Problema: cerca del 80% de la población mundial vive en lugares donde dependen energéticamente de combustibles fósiles; por ello, se requiere generar energía eléctrica con fuentes renovables. No obstante, particularmente los sistemas de Generación de Baja Potencia son un campo poco investigado por lo que las experiencias aplicadas no han sido suficientemente categorizadas y documentadas. Objetivo: formular una línea de base para, además de conocer detalladamente la estructura de los Sistemas Hidroeléctricos de Baja Potencia (SHBP), establecer una perspectiva para investigaciones futuras en el contexto colombiano. Metodología: construir conceptualizaciones, categorizaciones y sub-categorizaciones desde diagramas vertebrados orientados a mapas conceptuales que arrojan referencias documentales comprendidos entre los años 2019 a 2023. Resultados: se realizó la revisión de artículos relacionados con Generación de Energía Hidroeléctrica, de los cuales el 30% de ellos mostraron investigaciones, ventajas y desventajas del uso de SHBP; un 35% ilustró sobre generadores, baterías y convertidores que complementan y robustecen un sistema de este tipo; y, finalmente, los antecedentes de aplicación de dispositivos IoT y las redes de sensores ocuparon un 35% de la investigación. Conclusión: pudo establecerse que, además de que la generación dada por los SHBP es propicia para dispositivos IoT y sus aplicaciones, la idea de diseñar e implementar sistemas que alimenten sensores y dispositivos por medio de energías limpias es una ventaja frente a otras formas de generación con recursos que, aunque agotables, se encuentran con mayor facilidad en la geografía nacional y por tanto viables para implementarlos en zonas no interconectadas del sistema eléctrico. Originalidad: esta investigación está realizada en términos de canales de desagüe, confirmándose el carácter inédito; así como considerar la energización de sensores y redes de sensores de tipo IoT a través de SHBP. Limitantes: la revisión se limita a los antecedentes académicos, por lo que se requiere Profundización de trabajos de campo para documentar experiencias locales, regionales y nacionales relacionadas y con ello ampliar la línea de base de investigación aplicada.