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Energías alternativas se podrían almacenar en los hogares

Por medio de un sistema de almacenamiento híbrido, que cuenta con un controlador de potencia, los hogares que tienen paneles solares o turbinas eólicas podrían no solo abastecer sus propias necesidades, sino también aportar energía desde sus hogares.

Bogotá D. C., 10 de mayo de 2021Agencia de Noticias UN-

Estos sistemas también buscan un poco más de independencia: que la persona controle los recursos energéticos de los cuales dispone. Foto: Alejandro Latorre Correa.

Una de las limitaciones de las baterías hoy es que se pueden calentar mucho. Foto: Unimedios.

En algunas partes de Colombia la energía se va más de 5 veces al día, por ejemplo, lo que envejece mucho más los equipos. Foto: Unimedios.

En estos sistemas de almacenamiento interactúan componentes como baterías, capacitores, redes de distribución y paneles solares. Foto: Alejandro Latorre Correa.

Aunque la regulación colombiana no lo permite por completo, se espera que a futuro las personas escojan cuándo y a qué precio comprar o vender energía. Foto: Alejandro Latorre Correa.

Con este sistema, diseñado por el ingeniero electrónico Javier Alejandro Latorre Correa, magíster en Ingeniería - Automatización Industrial de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá, se logra un trabajo armonioso y estable entre la energía del sistema principal de las casas y las fuentes de energía alternativas.

“Lo que se buscaba era analizar cómo lograr que esos componentes trabajaran de forma armoniosa para tener un sistema confiable, más independiente del principal, para beneficio de sus usuarios”, explica.

Para eso se usaron almacenamientos de distintas características: las baterías –conocidas mundialmente, ya que se tienen en celulares, computadores y carros– y los ultracapacitores, que son menos conocidos. Con esta combinación se puede mejorar el desempeño global del sistema y reducir algunas limitaciones.

En las casas se usan cargas de alta potencia de manera inconsciente, por ejemplo en las lavadoras modernas –cuyo tambor gira en varias direcciones–, las licuadoras o, en el futuro, la conexión de vehículos eléctricos, representan altas demandas de carga en tiempos muy cortos.

Estas cargas pueden ser muy exigentes para un sistema basado solo en baterías, ya que estas pueden envejecer muy rápido si se usan mal, por lo que este sistema sería una opción, pues facilitaría la inclusión de fuentes renovables.

Sin embargo, las fuentes renovables de energía también se pueden comportar de forma muy dinámica: dependen, por ejemplo, del sol, del viento o de la lluvia, lo que implicaría problemas de estabilidad.

Teniendo en cuenta lo anterior, que puede ser difícil de sobrellevar para un sistema pequeño como el de una casa, se incluyó el almacenamiento como la oportunidad de volver los sistemas de energía más estables y confiables. Se anexó el ultracapacitor para compensar algunas limitaciones técnicas en el uso de algunos aparatos, y así se conformó lo que se llamaría el sistema híbrido de almacenamiento de energía.

Listo para implementarse

Este sistema fue validado en los equipos de simulación, y se comprobó que el controlador propuesto tiene un buen desempeño para aplicarlo en sistemas híbridos de almacenamiento de energía en hogares.

Es decir, el algoritmo y el controlador están listos para su implementación en prototipos reales. Tanto en la UNAL como en la Universidad Distrital existen hoy proyectos que podrían empezar a hacer estas pruebas.

Por otro lado, el sistema híbrido funcionaría de forma más confiable, ahorraría gastos de energía, extendería la vida útil de los electrodomésticos y podría funcionar en caso de fallas en el sistema de distribución, pues en muchas zonas del país hay problemas de intermitencia de energía (se va cinco o más veces al día), lo que podría dañar o deteriorar los equipos.

“Al tener un sistema híbrido, este se protegerá a sí mismo, evitando daños en los equipos y el envejecimiento de las baterías podría ser más lento de lo esperado en un sistema normal, que solo cuenta con las requeridas para respaldar la energía del hogar”, apunta el ingeniero Latorre.

Simulaciones

Para realizar esta investigación, dirigida por el profesor Camilo Andrés Cortés Guerrero, de la UNAL Sede Bogotá, y codirigida por el profesor Wilmar Hernán Martínez, de la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica (KU Leuven), se eligió el sistema híbrido con el que se iba a trabajar.

Después se diseñó el algoritmo y el modelado matemático del sistema. El algoritmo se transformó de forma digital, se probó el sistema de gestión de energía diseñado a través de simulaciones y se definieron las estrategias de control a utilizar.

Por último, se probó el sistema en simulación de tiempo real usando un equipo de hardware in-the-loop, del Laboratorio de Investigación en Fuentes Alternativas de Energía de la Universidad Distrital, que permite hacer prototipos rápidos.

Estos sistemas se pueden implementar en laboratorio, cuyos resultados permitan ajustarlos fácilmente para otras aplicaciones, como en vehículos eléctricos.

(Por: fin/PAGA/MLA/LOF
)
N.° 929

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