Ingenieros de la Universidad de Zaragoza han ideado un algoritmo que permite optimizar los sistemas híbridos de generación de electricidad a partir de energías renovables, como la fotovoltaica y la eólica, y las no renovables, como el uso del diesel. El estudio, que publica on line la revista Renewable Energy, contempla almacenar la energía en baterías o en tanques de hidrógeno.
“El objetivo de este trabajo es minimizar a la vez los costes y las emisiones contaminantes que genera la producción de energía en sistemas aislados de la red eléctrica, además de reducir la energía no servida (demandada por los aparatos o dispositivos pero que no puede ser suministrada)”, explica a SINC Rodolfo Dufo, uno de los autores del estudio e investigador en el Centro Politécnico Superior de la Universidad de Zaragoza.
Los ingenieros han considerado instalaciones aisladas a las que se suministra energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, aerogeneradores –a menudo denominados molinos de viento- y un generador diesel, y donde el almacenamiento se realiza en baterías electroquímicas (normalmente de plomo-ácido) o en hidrógeno (mediante electrolizador, tanque de hidrógeno y pila de combustible). Además se contempla la posibilidad de destinar el hidrógeno a consumos externos, como a un vehículo, por ejemplo. “La optimización de todos estos sistemas es un proceso muy complejo, y las técnicas de optimización clásicas no suelen ser adecuadas en estos casos por el elevado coste computacional al que dan lugar”, señala Dufo.
En el estudio, publicado en la revista Renewable Energy, se aplica por primera vez un algoritmo matemático conocido como SPEA (por sus siglas en ingles, Strength Pareto Evolutionary Algorithm) al diseño óptimo “multi-objetivo” de sistemas híbridos de generación de energía eléctrica.
El algoritmo facilita un conjunto óptimo de soluciones (denominado ‘pareto’), de entre las que el diseñador puede elegir la que más le convenga dependiendo del rango de costes que maneje, las emisiones contaminantes que quiera asumir y la energía no servida que contemple. La optimización mediante el SPEA posibilita la obtención de soluciones posibles “en unos tiempos razonablemente bajos”.
Parte de este método se ha comenzado a probar en el diseño de un sistema energético aislado, con fuentes exclusivamente renovables (fotovoltaica, eólica, hidrógeno y baterías), situado en las instalaciones que la Fundación para el Desarrollo del Hidrógeno de Aragón dispone en el Parque Tecnológico de Walqa (Huesca). El dispositivo ya esta operativo, pero en la actualidad los investigadores trabajan en la recogida de datos para poder obtener los resultados que lleven a la configuración óptima del sistema.
“Debido a la crisis energética actual y a la amenaza del cambio climático, cada vez van a tener más importancia sistemas aislados de la red eléctrica como estos, donde se trata de optimizar a la vez los costes, las emisiones contaminantes y la energía no servida”, concluye el ingeniero.
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Referencia bibliográfica:
Rodolfo Dufo López, José L. Bernal Agustín. “Multi-objective design of PV - wind - diesel - hydrogen - battery Systems”. Renewable Energy doi:10.1016/j.renene. 2008.02.027
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