El uso de bases de datos de radiación solar y un simulador solar al diseñar minirredes híbridas solar-diésel podría mejorar la operación, los costos y la producción, según un estudio realizado por investigadores de la Universidad Federal de Santa Catarina de Brasil.
Los investigadores dijeron que, mientras que los datos de radiación solar son relativamente importantes para los proyectos fotovoltaicos urbanos conectados a la red, son absolutamente cruciales para las minirredes de energía solar-diésel en áreas remotas.
El grupo de Santa Catarina dijo que demasiada capacidad de generación solar en tales redes podría afectar el funcionamiento estable de los generadores diésel que las acompañan, incluso si ello supone un ahorro de combustible. En cambio, si la capacidad es demasiado poca, la factura de combustible sube innecesariamente.
Los investigadores añadieron que algo tan inocente como un cielo cubierto por nubes tiene un efecto mucho más desestabilizador en las minirredes de diésel-solar que en sus equivalentes conectados a la red, ya que la fluctuación de la generación fotovoltaica puede causar oscilaciones de voltaje y frecuencia, desequilibrio de voltaje y problemas de conmutación de corriente.
Estudio de casos
Los investigadores presentaron el caso de una minirred de 12 MW en Buritis, en el estado brasileño de Roraima. El grupo simuló los efectos de la conexión al sistema de una central eléctrica híbrida solar-diésel de 99 kW de energía utilizando las cinco bases de datos de radiación solar y los dos paquetes de simulación fotovoltaica más populares. “Diferentes combinaciones de estos dos parámetros condujeron a resultados considerablemente diferentes tanto en la capacidad fotovoltaica instalada como en el consumo anual de energía, lo que en algunos casos puede afectar el rendimiento técnico del grupo electrógeno diésel”, declaró el grupo.
El equipo analizó 400 configuraciones posibles para la central eléctrica híbrida. “Evaluando las cinco opciones de las bases de datos de radiación solar, para la misma configuración de planta fotovoltaica, se encontraron variaciones de hasta el 19,7% en la expectativa de generación fotovoltaica”, dijeron los investigadores. “Cuando se varió el paquete de software de simulación, la unión de estos dos efectos mostró diferencias de hasta el 20,6%”.
Ahorro de combustible
Los perfiles de demanda de generación de energía solar y de carga de la minirred se identificaron como factores decisivos que determinan la proporción óptima de la fuente de generación en esos sistemas de energía solar-diésel.
El grupo de Santa Catarina llegó a la conclusión de que la utilización de una base de datos de radiación solar puede ser particularmente útil no solo para definir el equilibrio correcto de un sistema, sino también para lograr un funcionamiento óptimo del generador y el ahorro de combustible. “El ahorro total de combustible diésel, en un período de 15 años, osciló entre 6,5 millones de dólares y más de 16 millones de dólares para el sistema fotovoltaico más pequeño”, dijeron los investigadores.
Los resultados se describieron en “The influence of the solar radiation database and the photovoltaic simulator on the sizing and economics of photovoltaic-diesel generators”, publicado en Energy Conversion and Management y en el sitio web de ScienceDirect.
PV Magazine