ponencia david chinarro

1 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013

Estudio de viabilidad para implementar energías

renovables a través de microrredes en los pueblos

del Pirineo. David Chinarro,

Vicedecano de investigación de la Escuela Politécnica Superior,

de la Universidad San Jorge


• Internet de las cosas

• Aplicaciones móviles

• Realidad Aumentada

• Automatización industrial

• Sistemas biomecánicos

• Multiagentes

• Smart Cities

Escuela Politécnica Superior


Programa CTP

Socios del proyecto

Comunidad de Trabajo de los Pirineos

de la Comunidad Europea

Ejecución: 1-01-12 – 15-11-2013

Socios del proyecto:

• Universidad de San Jorge (líder del proyecto),

• Universidad del País Vasco,

• Universidad Politécnica de Cataluña,

• Ecole Supérieure des Technologies

Industrielles Avancées de Bidart,

• Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes,

Tecnalia (Euskadi),

• JEMA (Euskadi),

• LOREKI (Aquitaine),

• IMS (Aquitaine)

• INYCOM (Aragón).


Justificación

4

Áreas rurales capaces de

autogestionar parte de su

energía, con estricto respeto al

medio ambiente.


Objetivos


Metodología.

O E C

Comité Medioambiental

Comité Técnico

Comité de Transferencia

Comité Social

GEOGRÁFICA TRANSPIRENAICA

TE

MÁ

TIC

A


Applied Electronics Research Team

EUSKADI.

Comité Técnico.

http://www.ehu.es/gsc

http://www.tecnalia.com/es

http://www.jema.es/cas/

8 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 8

Microrredes


Uso de convertidores de

potencia


Modelo de control de la

microrred


Toma de datos

o Valle de Salazar (Navarra)

• Ezcároz • Ustés

o Chalets d’Iraty (Francia)

Se ha registrado el consumo eléctrico local y la velocidad del viento.


Microrred

experimental


Chalets del

Valle del Irati

AQUITANIA. ESTIA (Bidart)

Situado en una zona

boscosa del Pirineo

occidental, su

principal

actividad es el

turismo.

→ 40 chalets – 313

plazas en total.

→ 20 000 personas

por año.

Investigadores: • STEPHANE KRECKELBERGH • AITOR ETXEBERRIA


• Medidas cada 10 minutos obtenidas de ERDF: consumo

eléctrico real de los chalets.

• Medidas de potencia activa realizadas en dos postes de

transformación: Hegui-Xuri y Bagargi.

CONSUMO

Perfiles de consumo. consumidores industriales o residenciales, periodos vacacionales o escolares, etc

Regresión lineal múltiple par arecuperar datos perdidos


2400 toneladas en Irati. El tipo de madera: haya (fagus sylvatica). Densidad energética de 2kWh/kg ( humedad del 50%). Seleccionada tecnología de gasificación para generar electricidad a partir de la madera: • Los gasificadores son especialmente interesantes para instalaciones de baja potencia (10-100kW); • Su rendimiento eléctrico es de alrededor 20%; • La gasificación permite eliminar los contaminantes del combustible y reducir las emisiones en comparación con el método de combustión directa. Los gasificadores generan el syngas como salida: • Su poder calorífico es de 5-6 MJ/kg.

BIOMASA


MICRORRED

03/05/2013

ESTIA - Transfer Committee

La arquitectura utilizada es la

siguiente:

• La red eléctrica de ERDF.

• Un gasificador.

• Una carga que simula el

consumo del transformador

de Bagargi.

16


• En HOMER se diseña un sistema con un generador de biomasa de 60 kW.

• Se ha simulado el sistema durante veinte años. • Financiación del 70 % para el coste de instalación del generador de

biomasa.

• Condiciones de funcionamiento: Invierno. • Precio de electricidad generada por la biomasa es de 4.34 c€/kWh,. • Los resultados económicos del proyecto demuestran que en veinte años el

total del valor actual neto para el generador de biomasa es de 328 k€. • Si se utilizara solamente la red eléctrica para satisfacer la demanda

energética de los chalets de Irati, el total del valor actual neto sería de 332 k€.

SIMULACIÓN

Por tanto, el uso de un generador de biomasa permitiría generar una parte de la

energía eléctrica utilizando los recursos renovables locales mientras el coste sería ligeramente inferior en comparación con el caso en el que se utilizase solamente

la red eléctrica.


Josep Pou Dr. Ingeniero industrial Convertidores de potencia, energías renovables, transmisión HVDC

Gabriel Capellà Ingeniero industrial Paralelización de convertidores de potencia

Antoni Arias Dr. Ingeniero industrial Sistemas de velocidad variable, convertidores de potencia

Carles Jaén Dr. Ingeniero industrial Sistemas fotovoltaicos, seguidores solares

Jordi Zaragoza Dr. Automática y electrónica industrial Convertidores de control de potencia

Carme Hervada Dra. en Física Física medioambiental y geoestadística

Ricard Picas Ingeniero en Automática y Electrónica Industrial Convertidores de potencia multinivel


Comité técnico (1)

Optimización del control de convertidores DC/DC boost en paralelo

Esquema

Plataforma experimental

Para paneles solares



Conexión en paralelo de ramas en un inversor

Modulador entrelazado con portadora única

(esquema de una fase)

Prototipo de laboratorio

Reparto equilibrado de corrientes de rama

Load

Inductors

Inverter

Power

supply

Dspace

1103

interface

Sensor board

DC capacitors

PWM

Out

vcarr

Zone

Pinpointing

Code

Sequencer

Shifter

Rescaler

(Inverter)

Zone

Comparator

Level

ClampingComparatorvrefax

Mux

Up Down

zrefax

v’refax

zcarrx

Raw

PWM

PWM unit



Convertidor multinivel (MMC)

Esquema

Para transportar la energía eléctrica con más eficiencia en distancias largas

22 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 22 22

Comité ambiental (1)

22

• Sant Pau de Segúries (Ripollès)

– Población 699 (2008)

- Actualmente dispone de un generador hidroeléctrico, se pide si es viable o recomendable apoyar con paneles solares para suplir épocas de sequía o paradas de mantenimiento

23 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 23 23


• Optimización de sistemas de generación distribuida y también contempla la conexión a una red externa.

• Contempla distintas opciones tecnológicas y da su viabilidad económica y técnica.

• Permite múltiples fuentes de energía, de carga y de sistemas de almacenaje.

Programa de simulación: Homer Energy Software



Microred (hidrogenerador) conectada a la red (situación actual)



Microred híbrida (hidroeléctrica-solar) conectada a la red



- Comparación de consumos entre la situación actual y la red híbrida

La configuración híbrida permite un ahorro del 1% en el consumo de energía de la red


MIDI-PYRÉNÉES

ENIT (Tarbes)

• Encontrar un compromiso entre la necesidad de la energía renovable y su impacto medioambiental, estudiar la demanda energética de la región, y estudiar los impactos medioambientales de cada tecnología relativa a la producción de energía.

• Elaborar y realizar una encuesta para obtener la opinión de la población afectada por una posible implantación de microrredes dentro de su municipio.


Energía Renovable

Hidráulica. Hay muchas instalaciones hidroeléctricas en el Departamento de Hautes-Pyrénées en comparación a los otros departamentos del suroeste de Francia, sin embargo, estas instalaciones son la mayoría de pequeño tamaño. Eólica. No hay viento en el Departamento de Hautes-Pyrénées, esto sugiere que la legislación y las distintas asociaciones para la defensa del medio ambiente hacen que la instalación de este tipo de tecnología sea complicada en los Pirineos. Solar. Hay un gran potencial solar en los Hautes-Pyrénées, pero la legislación dificulta el desarrollo de la tecnología fotovoltaica en el macizo montañoso.


Encuesta

La primera parte de la encuesta define el perfil de la persona que responde al cuestionario y así poder obtener resultados de acuerdo con una serie de parámetros que se relacionan con el entrevistado, como edad, categoría socio profesional o la ciudad donde vive. La segunda parte permite establecer el grado de conocimiento de la persona en energía renovable y también su interés hacia ella. .

Se realizó una encuesta, que pretendía estudiar: • La aceptación de la implantación de las energías renovables. • El grado de conocimiento del medio ambiente. • Los tipos de generación de energía utilizados en el municipio.


Encuesta

• La población encuestada cree que el mayor obstáculo de la instalación de micro redes es el aspecto financiero. (¿Debido a la crisis?)

• También señala como un freno a la implantación de estos sistemas el aspecto tecnológico y administrativo (¿Necesidad de información?)


ARAGÓN.

USJ

El conjunto histórico-artístico de San Juan de la Peña en el Pirineo Aragonés, es un reto para una tecnología, que, sin dejar de prestar su servicio, debe condicionar sus instalaciones a un espacio ecológico, artístico y paisajístico singular. PASAR INADVERTIDA y pervasiva.

Situado en 42° 30' 30"N 0° 39' 59" O. Se ha comenzado por un estudio ambiental, seguido por el análisis de las alternativas energéticas renovables.


Estudio ambiental y de

eficiencia energética

Medidas para disminuir el impacto ambiental de las actividades desarrolladas en San Juan de la Peña, en cuanto a toxicidad, reciclados, control y racionalización del consumo de agua, elaboración de compost, y campañas de concienciación para los usuarios. Ahorro energético y medidas de eficiencia, se establecen las siguientes pautas orientativas que refuerzan las ya existentes:

• Instalar más detectores de presencia • Utilizar sensores lumínicos y programación horaria • Replantear los puntos de iluminación de emergencia establecidos • Revisión de los equipos electrónicos carentes de protectores

contra sobretensiones. • Sistema domótico para crear diferentes escenas de iluminación en

función de estancias. • La aplicación informática para el control del consumo eléctrico

debe tener un control más detallado por instalaciones y los resultados deben guardarse automáticamente con una frecuencia al menos horaria


Meso-escala del modelo MM5

Retícula para meso-escala del modelo MM5 sobre las zonas a estudiar. En iconos está representado los casos de estudio en San Juan de la Peña, valle del Irati y pueblos de Lérida y Gerona


RADIACIÖN SOLAR

Datos del modelo MM5 meso-escalado

Datos de la estación


Meso-escal del modelo MM5

Modelo histórico ampliado, basado en meso-escalas del MM5, corregida por datos observados en el la estación meteorológica de San Juan de la Peña. Se indica una tendencia incremental de la radiación solar en ese periodo de unos 5 w/m2


Meso-escal del modelo MM5

Sólo se dispone de datos de consumo por meses. La empresa INOVA INGENIEROS, facilita algunos periodos de información diaria y horaria. Esto permite realizar balance entre la energía potencialmente disponible y la carga de las instalaciones.

Es el consumo en las instalaciones en el periodo considerado. Energía fotovoltaica potencial disponible para un conjunto de 400 m2 de módulos solares, con una eficiencia de 18 % y ángulo de seguimiento fijo. En esas condiciones, la energía solar cubriría un 85 % de la demanda.


Instalación de paneles

fotovoltaicos

Cubierta del Centro de Interpretación de San Juan de la Peña donde se instalarían los paneles fotovoltaicos.

Siguiente paso.: • Diseño de la microrred. • Amortizaciones • Predicciones de

disponibilidad energética.

En resumen, se pueden replantear las instalaciones energéticas que dan servicio a edificios sensibles desde el punto de vista arquitectónico y medioambiental, con recursos fotovoltaicos solares cubriendo una demanda eléctrica de cerca el 90% y una amortización menor de nueve años.


Energías renovables

Yeb Sano, delegado de Filipinas ante la

conferencia de la ONU en Varsovia, dijo

conteniendo las lágrimas:

• «Paren esta locura»,

• «Mi pueblo se niega a aceptar que hagan

falta 30 o 40 cumbres para solucionar el

problema del cambio climático».


RURALGRID está para demostrar que las fronteras

son translúcidas a las soluciones técnicas, que la

investigación no tiene confines geográficos y que

la vecindad nos sirve, ante todo, para aunar

esfuerzos ante una problemática común.

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