Un análisis de la Universidad Politécnica de Valencia con apoyo de Techno Sun demuestra las ventajas del bombeo solar con baterías

Desde Techno Sun y en su apuesta por el I+D+i, se ha colaborado con la Universidad Politécnica de Valencia en el estudio de la conversión de un sistema de bombeo fotovoltaico tradicional a uno con baterías de litio manteniendo los componentes originales de la instalación y añadiendo un convertidor de potencia para que gestione el funcionamiento de la batería de litio. El bombeo solar de agua con sistemas fotovoltaicos es una realidad al alcance de cualquier usuario. Gracias a las mejoras tecnológicas, la aparición de las baterías de litio y el abaratamiento de precios es posible mover el agua gracias a la luz del sol. Los sistemas de almacenamiento de energía pueden sustituir a la tradicional solución de utilizar tanques de agua elevada o sustituir a los generadores diesel de los sistemas híbridos. Esto es gracias a almacenar los excedentes de producción de energía, y poder usarlos durante los momentos que no haya radiación solar o mantener el caudal bombeado constantemente. Durante el estudio realizado por el Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, el Departamento de Ingeniería Rural y Agroalimentaria y el Departamento de Física Aplicada, se realizó un análisis completo del sistema de bombeo fotovoltaico en directo, calculando eficiencias y ratios de rendimiento en los diferentes componentes de la instalación, así como otros factores relevantes. Un análisis similar se realizó al sistema de bombeo con baterías de litio para poder comparar entonces ambos sistemas. Así, se ha pretendido encontrar cuales son las ventajas e inconvenientes en el sistema con baterías para aumentar el tiempo de bombeo y el volumen total bombeado a diario.

Ventajas del bombeo solar con baterías

Al incluir una batería en el sistema se evita que las bombas dejen de trabajar debido al paso de nubes, reduciendo los daños que se pudieran producir en el grupo motor-bomba y reduciendo los costes del O&M. A su vez la batería de litio permite hacer funcionar el sistema de bombeo en cualquier momento del día, aunque la eficiencia del sistema mejora considerablemente si el funcionamiento se realiza durante las horas de sol y funciona con menos flujos de energía en la batería. Gracias a la energía acumulada en las baterías solares se evitan problemas como el recorte al mediodía o el nivel de irradiación umbral al amanecer y atardecer. Todas las pérdidas de energía relacionadas con estos temas pueden almacenarse en las baterías y utilizarse posteriormente para el bombeo.

Inconvenientes del bombeo solar con baterías

Los principales inconvenientes del sistema de bombeo con baterías de litio es la mayor pérdida de energía asociada al inversor solar híbrido y a los procesos de carga y descarga. Mientras que el valor medio de una instalación sin baterías de litio se sitúa en torno al 28%, con baterías alcanza valores cercanos al 22%. Esto indica que para una misma entrada de energía, la instalación con almacenamiento producirá menos volumen, aunque es posible compensar esta reducción de rendimiento aumentando el campo fotovoltaico. Cuando el funcionamiento del MPPT del inversor es el adecuado se puede alcanzar aumentos del volumen bombeado diario del orden del 8% al 20%, pero en el estudio surgieron problemas con el funcionamiento inadecuado del algoritmo incluido en el inversor híbrido que implementa el seguimiento del MPPT del campo fotovoltaico. Además, el inversor híbrido y el VSM tienen un consumo de energía en el modo de espera. El VSD exige energía a la salida de reserva del inversor híbrido durante todo el día, este consumo puede evitarse si el VSD se desconecta de la salida de reserva cuando el sistema de bombeo no está conectado. El consumo en espera del inversor híbrido también se evita desconectando completamente el inversor híbrido durante la noche, cuando el sistema de bombeo no va a estar en funcionamiento.
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