La predicción meteorológica mejora las microrredes eléctricas de renovables

La gestión energética de microrredes eléctricas basadas en energías renovables, como la eólica y la solar, mejora si se emplean los datos de la predicción meteorológica, ya que esta información permite calcular, de una forma real, la generación de este tipo de energías

Así lo ha constatado el ingeniero Julio Pascual Miqueleiz en su tesis doctoral defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

Una de las opciones más viables y sostenibles para transformar el sistema energético actual es el uso de microrredes, sistemas basados en tecnologías renovables que almacenan la energía y gestionan su consumo localmente, de forma que pueden funcionar tanto conectadas a la red eléctrica como de manera independiente. Su principal inconveniente es que resultan muy caras para los consumidores, porque utilizan baterías muy grandes y dependen en exceso de la red eléctrica.

En su tesis doctoral, Julio Pascual Miqueleiz ha investigado cómo abaratar el coste de estas microrredes y conseguir un consumo de energía equilibrado y eficiente mediante el uso de la predicción meteorológica.

El reto de este investigador ha sido reducir el tamaño de la batería hasta el punto de que permita estabilizar el intercambio de energía con la red eléctrica. “La batería proporciona el colchón necesario para controlar el consumo. Si falta energía, la coge de la batería; y si sobra, la almacena como reserva intercambiando con la red una potencia casi constante a lo largo de un día. Estudios preliminares estimaban una batería necesaria de 60 kilovatios-hora. El objetivo de la investigación ha sido obtener los mismos resultados gracias una batería con la mitad de energía”, señala Julio Pascual, cuya tesis, dirigida por los profesores del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Luis Marroyo Palomo y Pablo Sanchis Gúrpide, obtuvo la calificación sobresaliente “cum laude”.

Las pruebas, realizadas en una microrred con sistema de placas solares, energía eólica y batería de 35 kilovatios-hora, se llevaron a cabo teniendo en cuenta todos los consumos de un hogar: consumo eléctrico típico, climatización y agua caliente. En una primera fase, se analizó el consumo instantáneo y diario para tratar de determinar cuánta energía necesitaba, cuánta generaba y cuánta devolvía a la red. Sin embargo, se constató que seguían produciéndose picos de consumo y que el intercambio de energía con la red eléctrica no era equilibrado.

Para mejorar los resultados, en la segunda fase de la investigación se introdujeron datos de predicción meteorológica. “Me basé en un sistema de predicción especializado de acceso público y pensado para la investigación que permitió calcular, de una forma real, la generación renovable, tanto eólica como solar, y aprovechar al máximo la batería. En definitiva, mejorar su uso”, apunta Pascual.

La principal ventaja de la predicción consiste en que consigue que la microrred no tenga que coger tanta energía de la red eléctrica e, incluso, pueda devolver a la batería la energía no consumida. El inconveniente, sin embargo, es que no hay predicción perfecta. “Los días extremos, que son los críticos, son fáciles de predecir. En cambio, cuando las previsiones no están claras, porque el tiempo es variable, los resultados no son buenos. En cualquier caso, las predicciones erróneas en días variables no afectan tanto a la eficiencia de la instalación, ya que los errores se compensan durante el día”, indica.

Una vez constatada la eficacia de la predicción, el siguiente paso fue utilizar un depósito de agua como almacenamiento de energía adicional. Durante los ensayos, se tomó como referencia un depósito de agua de 800 litros a 60º C. “La solución pasaría por gestionar las cargas térmicas, de forma que, en lugar de desviar a la red eléctrica el excedente de energía acumulada, se utilizara para calentar el agua caliente y se podrían controlar los picos de consumo. Esta opción es muy interesante cuando se genera mucha potencia en un periodo de tiempo muy corto”, concluye Julio Pascual.

Tras realizar su último año de carrera en la Universidad de Windsor (Canadá), Julio Pascual se tituló en Ingeniería Industrial por la UPNA, donde posteriormente cursó el Máster en Energías Renovables: Generación Eléctrica. En 2011, se incorporó al grupo de investigación en Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovables (INGEPER) de la institución navarra, donde trabaja en las áreas de microrredes eléctricas y autoconsumo, y análisis de plantas fotovoltaicas.

El nuevo doctor es autor o coautor de varios artículos en revistas internacionales y ha participado en diversos congresos internacionales. Asimismo, ha impartido seminarios en ELIA (el operador de la red eléctrica belga), en la Universidad de Évora (Portugal) y en la empresa Acciona Energía. Desde 2015, es profesor del área de Ingeniería Eléctrica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la UPNA.