Investigadores del Centro Politécnico Superior 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

Investigadores del Centro Politécnico Superior 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 se ha publicado en Internet, en la revista Renewable Energy, contempla almacenar la energía en baterías o en tanques de hidrógeno.

Los dos autores de esta investigación son Rodolfo Dufo y José Luis Bernal, que han perseguido con este trabajo minimizar tanto los costes como las emisiones contaminantes que genera la producción de energía en sistemas donde no llega la red eléctrica como granjas, repetidores de telecomunicaciones, o pequeños pueblos aislados. “Este método necesario para optimizar el diseño del sistema para cubrir el consumo eléctrico de donde se quiere aplicar pretende tres objetivos: reducir costes económicos y emisiones de CO2 y disminuir la energía que no sirve, que no se puede suministrar al sistema cuando no hay sol, viento…”, detalla Dufo, investigador perteneciente al Centro Politécnico Superior de la Universidad de Zaragoza, que centró en esta investigación su tesis doctoral, presentada hace un año.

Ambos investigadores consideran instalaciones aisladas a las que se suministra energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, aerogeneradores 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.

Algoritmo matemático para optimizar el uso de energías

Para conseguir estos objetivos, se ha aplicado en este sistema 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. “Es la primera vez que se aplica en este tipo de sistema”, detalla este investigador, anunciando que el software realizado se encuentra disponible en la web de la Universidad de Zaragoza, para que cualquier empresa o entidad lo pueda descargar. www.unizar.es/rdufo.

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.