Isabel Cantero López es estudiante del “Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales” y ha disfrutado de la beca de formación de la Cátedra de Cambio Climático para desarrollar la investigación “Abastecimiento energético de zonas urbanas basado en sistemas de generación renovable y minimización del impacto sobre el cambio climático”, dirigida por la profesora de la UPV e investigadora del Instituto de Ingeniería Energética, Elisa Peñalvo López.
Vídeo de la entrevista:
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¿Cuáles han sido los objetivos principales de la investigación desarrollada?
El proyecto tiene como finalidad la realización de un análisis de viabilidad para lograr un modelo de abastecimiento energético sostenible en el vecindario de Benicalap, mediante tecnologías respetuosas con el medio ambiente basadas en el uso de recursos locales, lo que a la vez dotará a la zona de mayor autosuficiencia e independencia energética cerca de los puntos de consumo.
Se pretende hacer una propuesta para la renovación del sistema eléctrico de la zona, tratando de reducir al máximo las emisiones de gases de efecto invernadero debidas al abastecimiento de la demanda y asegurando, a su vez, la cobertura de la zona.
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En este sentido, ¿qué trabajo se ha desarrollado?
A lo largo de las prácticas, se han llevado a cabo un conjunto de estudios que han permitido crear la base sobre la que se ha propuesto y analizado el resultado final.
“Hemos evaluado diferentes aspectos como la demografía y las características climatológicas de la zona, para calcular el potencial aprovechable para la generación eléctrica”
Los estudios han consistido en la evaluación de la zona seleccionada analizando diferentes aspectos, tanto demografía como características climatológicas de la zona para el cálculo del potencial aprovechable para la generación eléctrica.
Se ha estudiado el mercado actual en relación a las tecnologías disponibles para el aprovechamiento de estos recursos, de carácter renovable. A nivel demográfico, el estudio se ha llevado a cabo con la finalidad de conocer la forma aproximada de consumo que se da en la zona, para lo cual se ha distinguido entre el sector servicios (comercios de alimentación, restauración, pequeños comercios, alumbrado público y una residencia de ancianos) y el sector residencial.
Una vez estudiada la demanda eléctrica y las diferentes formas de abastecerla, se han propuesto los cuatro escenarios que se han considerado más viables y eficientes, definiendo la forma de conexión y tipo de instalación y las tecnologías a utilizar y, para hacer la selección de la propuesta definitiva, se ha simulado el comportamiento de cada uno de ellos, conociendo así la reducción de emisiones y el porcentaje de generación renovable a lo largo del periodo de funcionamiento del escenario planteado, así como la reducción de costes.
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¿Qué casos de estudio se han analizado?
En este proyecto se han propuesto y analizado cuatro escenarios:
- Conexión centralizada con excedentes
- Conexión centralizada sin excedentes
- Conexión descentralizada con excedentes
- Conexión descentralizada sin excedentes
La conexión centralizada se realizaría emplazando la instalación en un conjunto de solares disponibles en el mismo barrio. La conexión descentralizada contaría con una instalación sobre los edificios que constituyen la zona estudio, de manera que cada uno de ellos generaría su propia electricidad.
Para ello, previamente se estudiaron las siguientes tecnologías a utilizar:
- Tecnología solar fotovoltaica
- Tecnología eólica, dentro de la cual se estudiaron tres configuraciones de aerogeneradores diferentes: dos aerogeneradores de eje vertical, cada uno con unas características propias, y un aerogenerador de carácter más innovador debido a su forma de aprovechamiento de la energía eólica: el Vortex
- Biomasa, concretamente, gasificación
Tras un primer estudio, se descartó el aprovechamiento de la bioenergía debido, principalmente a sus requerimientos de espacio y mantenimiento, así como la mayor conveniencia de las otras tecnologías sobre esta.
El uso de aerogeneradores también se descartó finalmente debido a la mayor eficiencia de la generación solar frente a la eólica dadas las bajas velocidades de viento de la zona y a la problemática derivada del espacio disponible para la instalación de estos dispositivos.
“El escenario propuesto ha sido la realización de una instalación descentralizada con conexión a redo con excedentes y con cobertura parcial de la demanda como paso previo a la instalación futura de una instalación centralizada”
El escenario finalmente propuesto, debido a su mayor concordancia con las tendencias europeas actuales, ha sido la realización de una instalación descentralizada con conexión a redo con excedentes y con cobertura parcial de la demanda como paso previo a la instalación futura de una instalación centralizada, que permita abarcar un mayor número de consumidores y con un mayor porcentaje de cobertura.
Con este escenario se abre la posibilidad de crear una comunidad energética en la que los vecinos compartan una red que les permita intercambiar electricidad de manera más limpia y eficiente.
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¿Qué metodología ha sido empleada para la realización de dichos análisis?
En primer lugar, se han analizado aquellos recursos con potencial aprovechable pertenecientes a la zona, para ello se ha contado con valores reales provenientes de mediciones experimentales.
En segundo lugar, se han seleccionado las tecnologías que gozaban de mayor recurso aprovechable a la vez que permitían realizar una instalación simple, éstas se han obtenido a partir de un estudio técnico y de mercado.
En tercer lugar, se ha estudiado la demanda eléctrica, estableciendo las curvas de consumo de los diferentes tipos de consumidores (viviendas, residencia de ancianos, diferentes comercios y alumbrado eléctrico)
“Tras un análisis de resultados se han propuesto varios escenarios, definiendo dos variables principales: el tipo de instalación y su forma de conexión.
En cuarto lugar, y tras un análisis de resultados, se han propuesto varios escenarios. Para la selección de los escenarios, se han definido dos variables principales: el tipo de instalación (centralizada o descentralizada) y su forma de conexión (con excedentes o sin excedentes).
La herramienta HOMER ha sido el software seleccionado para llevar a cabo el análisis de los diferentes escenarios.
Esta herramienta permite calcular el comportamiento de la instalación a lo largo del periodo de uso seleccionado (variación de la demanda y generación eléctrica, compras y ventas a la red), así como los costes derivados de la compra inicial, el mantenimiento y uso de los mismos y el porcentaje de generación renovable frente al uso de la red y las emisiones del sistema.
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¿Cuáles son las principales diferencias técnicas entre los casos de estudio?
Como se ha mencionado en la anterior pregunta, los casos estudio se diferencian entre sí en dos puntos: la forma de la instalación y el tipo de conexión.
La forma de la instalación produce una diferencia notable entre los escenarios, debido a la limitación del espacio disponible: mientras que una generación centralizada permite la instalación de la superficie fotovoltaica que se considere más adecuada, para el caso de la conexión descentralizada, la falta de espacio aprovechable sobre los tejados supone una limitación en la potencia fotovoltaica a instalar, lo que lleva consigo una menor cobertura de la demanda.
Sin embargo, esta segunda forma de conexión, permite el aprovechamiento de una superficie ya disponible y que pertenece a los propios vecinos, mientras que la otra alternativa llevaría consigo la necesidad de alquilar o comprar un espacio específicamente para esta instalación, así como la necesidad de solicitar los permisos correspondientes.
Respecto a la diferencia en la forma de conexión, las alternativas propuestas han sido las siguientes: conexión con excedentes, en la cual se permite tanto la compra como la venta de electricidad a la red, y conexión sin excedentes, que permite la compra a la red, pero no la venta. Esto supone una reducción en la potencia a instalar en la conexión sin excedentes frente a la conexión con excedentes, debido a que los excedentes generados no son aprovechados y, por tanto, conviene reducirlos al máximo.
“La propuesta resultante del proyecto permite el avance hacia las nuevas tendencias energéticas actualmente seguidas en Europa: la generación distribuida en comunidades energéticas”
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¿Cuáles han sido las principales resultados y conclusiones alcanzadas?
A través de este proyecto se ha logrado realizar una propuesta para la modernización del sistema energético actual, centrándose en una zona real: Benicalap, concretamente dentro de la zona de Ciutat Fallera (Valencia). De hecho, la propuesta permite el avance hacia las nuevas tendencias energéticas actualmente seguidas en Europa: la generación distribuida en comunidades energéticas.
Se ha calculado y propuesto la creación de un conjunto de instalaciones solares situadas aprovechando el espacio disponible sobre los tejados de los edificios de un barrio ya construido, de manera que sus propietarios puedan ser usuarios de una energía de generación propia y más limpia y económica que la utilizada hasta ahora.
Puesto que con el espacio disponible sobre los tejados la energía generada cubre menos del 50% de la demanda, se propone también la instalación de paneles fotovoltaicos en el suelo urbano disponible sin edificar adyacente a la zona y que no solo permite aumentar considerablemente el porcentaje de energía renovable generada frente a la compra de la red, sino que además esta instalación lleva consigo la interconexión de la zona, permitiendo la compra-venta entre vecinos y, por tanto, un mejor aprovechamiento de la instalación
Es decir, gracias a este proyecto se ha podido estudiar una posible mejora en el sistema energético de la zona, generando con ello la posibilidad de sustituir el actual escenario energético por otro más sostenible y acorde a los cambios buscados en Europa en relación a su Agenda 2030.
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¿Cómo contribuye la investigación desarrollada a la mitigación y adaptación al cambio climático?
A pesar del esfuerzo que se está realizando por generar energía más limpia y a pesar del gran potencial que se tiene en España para la generación eléctrica de manera renovable, la red eléctrica todavía supone una fuente de emisiones de gases de efecto invernadero, contribuidores en el cambio climático.
La reducción de la red (y con ello del uso de las fuentes de energía convencionales) en favor del aprovechamiento de recursos naturales de carácter limpio y renovable es ya un punto a favor de la mitigación al cambio climático, ya que reduce la cantidad de emisiones de efecto invernadero.
Hay que añadir a esto que la sustitución de la generación centralizada por la distribuida dota a las diferentes comunidades de una mayor autosuficiencia, lo que aumenta la resiliencia de estas ciudades frente a problemas que puedan darse de desabastecimiento debido a diferentes factores, entre ellos el cambio climático y la necesidad de una pronta actuación contra él y en previsión de sus efectos sobre la vida en la Tierra.
“El proyecto y las propuestas que de él se derivan, proponen cambiar parte del estilo de vida de sus habitantes por otro más solidario con el medio ambiente, pretendiendo además con ello crear conciencia ambiental”
Por todo ello, el proyecto y las propuestas que de él se derivan, van destinados a la mejora de un Barrio de Valencia, proponiendo cambiar parte del estilo de vida de sus habitantes por otro más solidario con el medio ambiente, pretendiendo además con ello crear conciencia ambiental.
Se busca mostrar la importancia de actuar de manera responsable, reduciendo al máximo el impacto humano sobre el medio ambiente, principal aliciente del cambio climático y dar conciencia de que la creación de comunidades sostenibles es algo inminente y posible.
Por esto, el proyecto va directamente orientado a su aplicación sobre el barrio de Benicalap y, por tanto, tiene además una clara orientación social.
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Personalmente, ¿qué has aprendido con la realización de la beca de prácticas?
A través de la beca he estudiado más a fondo las diferentes tecnologías disponibles para la generación energética, dentro de aquellas limpias y renovables. Gracias a los diferentes estudios que he realizado, comprendo mejor diferentes conceptos relacionados con las energías renovables y conozco cómo establecer la información más importante para definir los recursos naturales con potencial energético.
Además, he podido tener una imagen más completa del mercado y las diferentes posibilidades existentes. Del mismo modo, he podido entender la importancia que tiene el cambio energético en la sostenibilidad y el esfuerzo realizado para fomentar dicha transformación, empezando por la nueva ley de autoconsumo (Real Decreto 244/2019), así como las distintas ayudas para facilitar su instalación (como el gran número de herramientas para el cálculo de la mejor alternativa).
Asimismo, he analizado datos y he aprendido a buscar información de manera más eficiente, reforzando mis conocimientos de Excel y HOMER. También he podido conocer cómo definir una demanda, familiarizándome con la forma de consumo de los españoles y con el comportamiento de la Red Eléctrica.
Pero, sobre todo, he podido tener la experiencia de encontrarme ante un problema real.
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¿Cuáles son las posibles salidas profesionales relacionadas con lo aprendido durante la beca?
Las salidas profesionales relacionadas con el ámbito de estudio son diversas:
- Trabajo en una consultora en el ámbito de energías renovables.
- Realización de proyectos relacionados con energías renovables y con la sostenibilidad dentro de las ciudades
- Proyectos de cooperación al desarrollo, para la propuesta de soluciones energéticas dentro del ámbito renovable
- Creación de conciencia ambiental
- Búsqueda de soluciones ante problemas ambientales
En definitiva, trabajos relacionados con la evaluación energética y el uso de tecnologías sostenibles para el abastecimiento energético, así como la búsqueda de la mejora de los sistemas actuales a nivel ambiental.
“Es necesario promover el uso de las energías renovables y la reducción de residuos y emisiones contaminantes”
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Por último, ¿qué medidas se deberían articular para ayudar a mitigar el cambio climático en tu ámbito de estudio?
Hacer un mayor hincapié en concienciar a las personas de la necesidad de tener en cuenta el factor ambiental en sus diferentes actuaciones, especialmente nosotros los ingenieros, puesto que tenemos en nuestras manos la posibilidad de mejorar la forma en que las personas obtienen energía, ya sea para el ámbito residencial como en los transportes, fábricas…
Promover el uso de las energías renovables y la reducción de residuos y emisiones contaminantes no solo a nivel social, sino también mejorando la tecnología actual -para lo que se necesita incentivar su estudio-, así como la forma de obtención y procedencia de los diferentes materiales.