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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La ciudad del futuro tendrá una iluminación inteligente y sostenible que ahorrará hasta un 70%

Techno Sun y el Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría de Universitat Politécnica de València (UPV) trabajan creando un sistema de iluminación para el alumbrado público que combina las tecnologías sostenibles y los sistemas inteligentes conectados en red para la reducción del consumo energético. El estudio, financiado por la Agència Valenciana de la Innovació (AVI), pretende contribuir al desarrollo de un nuevo concepto tecnológico en materia de Smart Cities con el apoyo de energías renovables, logrando municipios más eficientes energéticamente, sustentable y con una mayor fiabilidad.

Reducción del gasto energético

Gracias al sistema LED, sumado a la regulación de la intensidad lumínica y la mejora considerable en la eficiencia del transporte de energía se consigue reducir hasta un 70% del consumo energético, ayudando a frenar el cambio climático y abaratando la factura eléctrica de los ayuntamientos, además de conseguir una mayor integración de las energías renovables en el espacio urbano. Antonio Ramos, CEO de Techno Sun, ha declarado que “las ciudades del futuro han de apostar por las energías renovables, no solo por el ahorro económico que supone a medio plazo, sino porque debemos implementar cuanto antes medidas que frenen el cambio climático. Es por ello que creemos en este proyecto en el que podemos aportar nuestros más de 40 años de experiencia en energías renovables para innovar e ir más allá”.

Iluminación inteligente

Esta forma de iluminación contaría con unos puntos de luz que incorporarían la energía solar fotovoltaica con la inclusión de pequeños paneles solares y baterías que evitarían un gran consumo de la red eléctrica. Además, tendrían la posibilidad de regular su intensidad según la hora y las condiciones del tráfico tal y como explica José Ángel Garrido, doctorando del proyecto: “La premisa es que no es necesaria la misma cantidad de luz cuando está anocheciendo o amaneciendo que cuando está totalmente oscuro, de la misma manera que hace falta más luz cuando hay más circulación de coches como en grandes avenidas en comparación con pequeñas calles que no hay paso de vehículos”. Esta intensidad lumínica se regularía automáticamente gracias a los sistemas inteligentes que se están desarrollando, así como los sensores que incluiría cada punto lumínico. Estos medirían la cantidad la luz así como los niveles de CO2, permitiendo a cada punto decidir cuál es la intensidad necesaria en cada momento.

Sistema global de navegación por satélite

Además, a consecuencia de la conectividad continua de los puntos a la red y el sistema global de navegación por satélite, GNSS en sus siglas en inglés, se dispondría de información constante y actualizada cada quince minutos, pudiendo crear un mapa lumínico del municipio y una medición más precisa de la contaminación por CO2, ayudando a los consistorios a tomar medidas más concretas y efectivas. “Gracias a la colaboración entre la UPV y Techno Sun”, destacan Ángel Marqués Mateu y Ángel Martín Furones del Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría de la UPV, “se podrá desarrollar el proyecto aplicando toda la experiencia en energías renovables de Techno Sun junto con las herramientas de tratamiento de Información Geográfica, GNSS y bases de datos espaciales que desde años utilizamos en diversos proyectos de investigación en el ámbito de la Ingeniería Geomática”.   Este sistema está pensado para su fácil instalación en los municipios gracias a la posibilidad de reutilizar las instalaciones que ya tienen de la red de iluminación, por lo que tan solo haría falta una sencilla adaptación. De esta manera Techno Sun y la UPV pretenden dar un empujón a las ciudades y países para que puedan cumplir con los objetivos climáticos de 2030.
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