La Agenda 2030 es el plan de acción global propuesto para la erradicación de la pobreza y la protección del planeta. Se concreta en 17 objetivos de desarrollo sostenible (ODS) que abordan desafíos sociales, económicos y ambientales. Tanto desde las administraciones como desde la ciudadanía, se deben implantar medidas y acciones que conduzcan a alcanzarlos con esa fecha en el horizonte. Investigadores de todo el mundo aúnan esfuerzos para el desarrollo de nuevas estrategias y tecnologías que contribuyan con esta agenda global.

En esta línea, un equipo de investigación de la Universidad de Jaén y la de Cuenca, en Ecuador, ha aportado un nuevo enfoque, publicado en la revista Applied Sciences, que asiste a los ODS 7 y 11, relacionados con la mejora en la producción de energías renovables y no contaminantes y la promoción de ciudades y comunidades más sostenibles, respectivamente.

El objetivo es lograr la autosuficiencia energética de las islas para evitar los sobrecostes de transporte y de mantenimiento de redes de grandes distancias. Además, permite la acumulación de energía no consumida en baterías de vehículos que quedarían disponibles para su uso en coches eléctricos.

La aplicación de esta tecnología supone una triple ventaja con respecto a otros sistemas. Por un lado, evita las fluctuaciones de energía y permite una mayor producción sin que se deseche nada de lo que se obtiene. Por otro, facilita el repostaje a los usuarios y fomenta el incremento del parque automovilístico de este tipo de vehículos. Beneficia al medio ambiente doblemente, al contaminar menos y aumentar la producción de renovables en detrimento de las fósiles. “Por último, con esta técnica se cerraría el círculo energético en las islas, lo que supone el importante ahorro económico y medioambiental que conlleva la autosuficiencia. En todos los casos, el resultado es una reducción de los costes”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Jaén Paul Arévalo, coautor del artículo.

Uno de los principales retos de las energías renovables es evitar la gran cantidad de fluctuaciones que se producen. En el caso de paneles solares, una nube que crea sombra puede ocasionar la reducción en el rendimiento para, posteriormente, crear una cresta súbita a su paso. Con los molinos ocurre igual debido a las ráfagas de viento.

Para evitar esos picos energéticos, los sistemas automáticos regulan la tasa de rampa. Es decir, la velocidad a la que la potencia generada por una planta de energía aumenta o disminuye. Este proceso es necesario para poder gestionar la estabilidad de la red y ajustar la producción a la demanda en tiempo real. Existen muchos métodos para llevarlo a cabo, pero el que proponen los expertos en el artículo ‘Innovative Power Smoothing Technique for Enhancing Renewable Integration in Insular Power Systems Using Electric Vehicle Charging Stations’ publicado en la revista Applied Sciences, además de mejorarlos, ofrece el excedente para usarse en las baterías de coches eléctricos.

El investigador de la Universidad de Jaén Paul Arévalo, coautor del artículo.

Los experimentos, realizados en el Laboratorio de Microrredes de la Universidad de Cuenca en Ecuador, han logrado, en comparación con otros escenarios en los que no se han usado las baterías, la reducción del 14% de la variabilidad en la producción y un aumento de 0,23 kilovatios por hora, lo que equivale al uso continuado durante 24 horas de una bombilla de 10W.

‘Suavizado de energía’

La técnica propuesta, llamada ‘suavizado de energía’, utiliza baterías de ión-litio que regulan las fluctuaciones con un convertidor eléctrico bidireccional, es decir, un dispositivo que puede almacenar la energía y también suministrarla, en función de la necesidad. Está basada en la lógica difusa, un enfoque matemático muy usado en sistemas automáticos, inteligencia artificial o reconocimiento de patrones. Se utiliza en entornos donde es difícil hacer previsiones con certeza, como ocurre con el tiempo meteorológico en este caso. Así, permite modelar el comportamiento de sistemas complejos cuando la información de la que se dispone está incompleta o es imprecisa.

De esta manera, al regular en tiempo real la tasa de rampa con la intervención de las baterías, logran que la energía que se obtiene en las plantas solares o eólicas sea más constante y predecible. Además, aunque la demanda sea menor que la producción, no cesa ni se desecha el sobrante, sino que se acumula para su uso en vehículos eléctricos. Así, amplían también las posibilidades de establecer nuevos puntos de recarga, lo que favorece la renovación del parque automovilístico por este tipo de coches.

El sistema evita las fluctuaciones de energía y permite una mayor producción sin que se deseche nada de lo que se obtiene.

Los expertos continúan sus estudios para conocer el proceso de envejecimiento de las baterías y el fomento de políticas que beneficien a los usuarios de vehículos eléctricos en estos entornos.

Los trabajos se han financiado mediante fondos propios de la Universidad de Jaén y la de Cuenca en Ecuador.