Desafíos Productivos
CIENCIA Y TÉCNICA Miércoles, 05 de Diciembre de 2001

Trabajo de investigación combina energía eólica, solar y biomasa

El proyecto se titula: "Lineamientos para la implementación de un proyecto energético autónomo híbrido: eólico-solar-biomásico, con almacenamiento de energía en forma de hidrógeno, para un paraje de las sierras de Córdoba".

Trabajo de investigación combina energía eólica, solar y biomasa

El proyecto se titula: "Lineamientos para la implementación de un proyecto energético autónomo híbrido: eólico-solar-biomásico, con almacenamiento de energía en forma de hidrógeno, para un paraje de las sierras de Córdoba".   

A continuación se expone un resumen del trabajo final de la carrera de la Srta. Melania Tarquino, para obtener el título de Licenciada en Gestión Ambiental. La dirección de este trabajo estuvo a cargo del Dr. Ramiro Rodríguez de la Universidad Nacional de Córdoba e Integrante del Comité de Energías de Córdoba (CEC). El texto fue elaborado en conjunto por ambos especialistas.

Transición hacia sistemas sustentables de generación distribuida

El sistema energético actual, cuya matriz es altamente dependiente de combustibles fósiles, es insostenible. No sólo por la variada cantidad de problemas ambientales poco controlables, derivados directa o indirectamente del uso de estos combustibles (cuyos gases producto de su combustión son la principal causa atribuida al cambio climático y un importante generador de contaminación del suelo, agua y aire), sino también por el horizonte limitado de su disponibilidad futura.

Esta situación evidencia la urgente necesidad de impulsar la transición hacia nuevos sistemas energéticos basados en recursos naturales y renovables, inagotables, accesibles y disponibles con abundancia en un sitio dado. Las serranías cordobesas cuentan con profusos recursos renovables primarios, tales como eólico, solar, biomásico e hídrico.

Los nuevos sistemas mencionados permiten el uso integrado de pequeñas unidades de generación, directamente conectados al sistema de distribución o al interior de las instalaciones del usuario, concepto conocido como Generación Distribuida. Esta descentralización no sólo disminuye las pérdidas energéticas debidas al transporte, sino que fomenta el uso de fuentes renovables disponibles localmente, disminuye las emisiones y mejora la eficiencia y calidad del suministro, entre otras ventajas.

Almacenamiento de energía

A pesar de las grandes ventajas de la generación distribuida con uso de energías renovables, cuenta con el inconveniente de la intermitencia y disponibilidad aleatoria de las fuentes de energía primaria. Existen periodos con exceso de energía en los que se desaprovechan los excedentes y otros con deficiencia en los que no se cubren las necesidades inmediatas de la demanda.

En la búsqueda de un suministro continuo de energía con el fin de satisfacer la demanda completa de un sitio en particular, se utilizan sistemas híbridos para la generación, compuestos por dos o más fuentes renovables que permiten aprovechar la disponibilidad de varios recursos naturales.

Aún así, es necesaria la utilización complementaria de un vector energético, aquí se propone al hidrógeno, que puede ser generado electrolíticamente a partir de la utilización de excedentes energéticos renovables, para ser almacenado y posteriormente transformado en electricidad cuando así se requiera, a fin de lograr un suministro energético con mayor calidad y estabilidad.

Este hidrógeno, también puede utilizarse como combustible, para satisfacer la carga térmica, en caso que se cuente con un sistema adecuado para su utilización. La garantía del suministro energético continuo, se logra combinando el sistema híbrido renovable con un sistema convencional de respaldo.

Objetivo del proyecto

El trabajo determina los lineamientos para el desarrollo, implementación y puesta en marcha de un proyecto energético integral autónomo, que combine todos los aspectos y componentes mencionados de forma tal que; maximicen la eficiencia y satisfagan la demanda energética del paraje El Durazno, ubicado en el departamento Calamuchita, Córdoba, Argentina, con una población aproximada de 100 habitantes.

Si bien el paraje cuenta con provisión eléctrica desde el año 2013, solamente un conjunto menor de vecinos se encuentra conectado a la red, ya que cada usuario debe afrontar el costo del tendido desde la subestación transformadora, ubicada en la entrada al paraje. Dada la extendida distribución de las viviendas, esta inversión, dependiendo el caso, podría resultar onerosa. De este modo, solamente aquellos vecinos cercanos a la subestación transformadora y en particular con grandes consumos, se encuentran conectados a la red.

Esta situación sitúa idealmente a la comuna para la implementación de un sistema energético autónomo, debido a los siguientes factores: la efectiva disponibilidad de los recursos energéticos primarios necesarios, baja densidad demográfica permanente y súbito crecimiento demográfico en las temporadas turísticas (siendo ideal para ello contar con un sistema que permita el almacenamiento de excesos de energía a lo largo del año, para cubrir los elevados picos de demanda en estas temporadas).

Modelo de simulación

Se utilizó un modelo informático para el análisis y diseño del sistema energético. A partir de datos técnicos de los equipos, la carga a satisfacer y los parámetros de disponibilidad de las energías renovables (distribución de velocidades del viento, irradiación solar diaria e índice de claridad), se evaluó la viabilidad técnica y económica de diferentes configuraciones de sistemas de energía, compatibles con la satisfacción de la demanda del sitio en consideración.

Se simuló la operación de múltiples sistemas, llevando a cabo cálculos del balance de energía para cada hora del año, comparando la demanda eléctrica, con la energía que el sistema pueda suministrar en esa misma hora y calculando los flujos de energía para cada componente del sistema. En todo el proceso se privilegia el uso de los recursos renovables.

Propuesta del sistema energético integral

En base al análisis descripto, se decide que el sistema energético ideal a proponer, consiste de una micro-red autónoma híbrida eólico-solar-hidrógeno y generador diésel como respaldo. El mismo cuenta con un 87% de generación eléctrica renovable y al ser un sistema con diversificación de componentes, otorga estabilidad a la red y confiabilidad al suministro.

Con el fin de cubrir la demanda de energía térmica del paraje, se propone instalar en cada vivienda calderas de biomasa (utilizando la biomasa residual generada en los aserraderos de la zona para la calefacción domiciliaria) y colectores solares térmicos para brindar agua caliente sanitaria.

Finalmente, se realiza un análisis económico, ambiental y social para determinar los beneficios del sistema seleccionado; y se describe el mapa de ruta para la planificación, puesta en marcha y verificación del proyecto.

Conclusión

Esta propuesta tiene la característica de ser concreta en su posibilidad de aplicación y fomenta la utilización de energía limpias, ampliamente disponibles en las serranías cordobesas. De este modo, ofrece la posibilidad de su replicación a todos aquellos parajes que aún se encuentran aislados de la red eléctrica y satisfaciendo deficientemente su demanda con combustibles fósiles contaminantes.

La implementación de estos proyectos, revalorizaría aquellos parajes demandados por un turismo que pretende la conservación de paisajes prístinos.

 

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