Estudian desempeño de sistemas aislados de generación eléctrica

5/23/2016

 

 

Investigadores del Instituto de Tecnología Aplicada  llevan adelante en la Unidad Académica San Julián una interesante experiencia basada en el estudio de pequeños aerogeneradores de fabricación nacional, las posibilidades de combinación con paneles fotovoltaicos y su utilización para el funcionamiento de un vivero hidropónico

 

Durante los años 2013 y 2014 la provincia de Santa Cruz terminó de unirse al Sistema Interconectado Nacional de Electricidad, con la línea de extra alta tensión que llegó hasta Pico Truncado y Piedra Buena y la de alta tensión que se divide en La Esperanza para alimentar a El Calafate, Río Turbio y Río Gallegos.
Este hito, que cambió en parte el presente y especialmente la proyección a futuro de la provincia – por la perspectiva industrial, la planificación de líneas de 132 kw a otras ciudades,  e incluso la posibilidad de aportar algún día energía al sistema nacional a través de la Usina de Río Turbio o las represas sobre el río Santa Cruz- no modificó sin embargo la realidad de distintos poblados y establecimientos rurales que, por la extensión de nuestra geografía, están obligados a abastecerse por medio de sistemas aislados de generación eléctrica.
Estas redes aisladas que aún hoy dan luz a muchas de las localidades santacruceñas se alimentan generalmente a gas o diesel y los establecimientos rurales optan mayormente por generadores que funcionan con combustible. Si bien algunos han incorporado aerogeneradores, la opción por las energías limpias no es prioritaria, en parte por el costo de esta tecnología y, fundamentalmente, porque la mayoría de los equipos que se comercializan presentan problemas de confiabilidad, por no estar adaptados a las condiciones climáticas de la región, especialmente a los fuertes vientos patagónicos.
A raíz de esta situación, un grupo de investigación del Instituto de Tecnología Aplicada (ITA) de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral lleva adelante desde el año pasado el proyecto ‘Estudio de desempeño de pequeños aerogeneradores y relevamiento de recurso eólico en zona rural próxima a Puerto San Julián’.
El proyecto de investigación tiene como director al Ing. Rafael Oliva y el grupo está integrado por los docentes investigadores José Fidel González, Néstor Garzón y Hugo Rezzano y los alumnos Gustavo Meza y Gustavo Cárdenas.
La propuesta vincula la temática de las mediciones ambientales (recurso eólico) y eléctricas sobre aerogeneradores de baja potencia, con cuestiones técnicas y económicas en lo relativo a su aplicabilidad como alternativa limpia de producción de energía.
La iniciativa parece sencilla, pero no lo es. No sólo por la propia complejidad de los sistemas de generación y acumulación eólica, sino porque el proyecto de la Unidad Académica San Julián contempla la combinación con otras tecnologías, como paneles fotovoltaicos y motores diesel y el funcionamiento, sobre la base de este dispositivo híbrido, de un invernadero hidropónico.
El objetivo principal es realizar una evaluación de desempeño de un aerogenerador de baja potencia en condiciones similares a las que encontrará un poblador rural, con requerimientos análogos de autonomía y confiabilidad en condiciones de operación extremas.
La parte experimental del proyecto se realiza con un equipo aerogenerador Eolux de 1kw instalado en la chacra de la Unidad Académica San Julián y una torre de medición de viento a tres niveles instalada por la Fundación Agencia de desarrollo de Puerto San Julián, que opera desde 2008 en un predio cercano, que se utilizarán como validación.

 

El factor 'viento'

 

El ingeniero José Fidel González, docente investigador de la UASJ e integrante del equipo de investigación que dirige Oliva, explicó que el proyecto “está orientado más que nada a las energías renovables” y dijo que en la práctica consiste en “analizar el comportamiento y mantenimiento de los generadores eólicos de baja potencia en esta zona, que  se caracteriza por ser muy ventosa en general, pero además con fuertes ráfagas”.
González comentó que la iniciativa tuvo su origen en el grupo de  Energías Alternativas radicado en la Unidad Académica Río Gallegos – de hecho esta sede de la UNPA instaló un equipo similar en el Campus-   y precisó que “se centra más que nada en hacer un estudio del comportamiento del aerogenerador tomando los datos, midiendo las corrientes, las revoluciones que el rotor soporta por ejemplo con una  ráfaga de 100 kilómetros por hora o con más de 48 horas de viento constante de 60 kilómetros, como tuvimos hace 15 días”.
En este  contexto, indicó que “con un viento de 60 kilómetros por hora el rotor del aerogenerador gira a mil revoluciones por minuto o más y genera corrientes muy altas que entran a las batería, sobrecargando el sistema y si esas baterías no están en buenas condiciones, por más que el sistema lleva un regulador y un disipador, puede generar la explosión de los equipos de almacenamiento”.
El investigador indicó que instalar un generador similar  al que funciona en la chacra de la UASJ, de fabricación nacional, con un banco de baterías de 24 voltios, “es muy costoso y por lo tanto uno quiere que sea confiable, que funcione bien, que entregue la suficiente cantidad de energía y muchas veces con estos fuertes vientos se generan algunos problemas que obligan a un mayor mantenimiento”.
El sistema de medición para establecer estos parámetros – según contó González, “es una cajita que  fue armada en el laboratorio del Ingeniero Rafael Oliva”, por lo que parte de la tecnología es “made in Santa Cruz”.
“Nosotros hoy en San Julián contamos con una generación aislada de energía en base a gas y tenemos toda la parte rural que  no tiene ningún tipo de electrificación, por lo cual se mantienen con los motores diesel y actualmente muchos estancieros están haciendo la inversión en generadores  eólicos y en combinación con paneles fotovoltaicos, pero evidentemente no todos lo pueden hacer, porque el costo inicial es alto, graficó  el docente de la unidad académica San Julián, quien reparó en la necesidad de avanzar en ese sentido, porque “brinda muchos beneficios, ya que el viento y el sol son gratis y son sistema limpios”.
Asimismo, destacó la utilidad de estos equipos no solo para llevar adelante el proyecto de investigación, sino también para “educar a la gente, contarle cómo se componen estos dispositivos de generación eólica, que es algo que muchas veces no se conocer realmente”.

 

Sistema híbrido

 

Parte de la atención del grupo de investigación está puesta también en el invernadero que funciona en la chacra de la UASJ, donde se está llevando adelante un desarrollo de cultivos hidropónicos. “El sistema de riego, como es un cultivo a pura agua, debe estar circulando permanentemente y la bomba debe trabajar las 24 horas y en una zona como esta, sin energía eléctrica, es la única forma de hacerlo”.
“Por eso estamos investigando como hacer que este sistema eólico, en combinación con paneles  fotovoltaicos, mantengan este sistema, que se puede llegar a replicar en cualquier estancia y es una combinación que a nosotros nos interesa mucho desde el punto de vista ambiental”, acotó.
El sistema híbrido también presenta cierta complejidad, dado que “en verano el viento es fuerte y tenemos muchas horas de luz y en esta época son muchos días sin viento y la luz de día es mucho menor, entonces se juntan las dos combinaciones: baja el viento, bajan los rayos solares y  evidentemente se nos complica en invierno”.
“Nosotros  hemos adquirido hace poco dos paneles fotovoltaicos que vamos a acoplarlos con el sistema eólico para hacer un estudio en esa zona sobre la diferencia que hay entre el invierno y el verano, el comportamiento del sistema. Pero es una combinación que aquí en la Patagonia puede  funcionar perfectamente y entregar energía eléctrica para cualquier  productor rural que se encuentre en una zona aislada”, pecisó.
El proyecto, que culmina este año, servirá también como insumo para el trabajo de tesis de la Maestría en Energía Eólica que González está cursando en la Universidad Nacional de Salta y para la cual “ya hay datos bastante interesantes, más que nada sobre el cuidado que hay que tener y el comportamiento del aerogenerador y de cada uno de los componentes de un sistema eólico”, dijo finalmente el investigador.
El trabajo del ITA- UASJ también apunta a brindar información y asesorar sobre el funcionamiento de estos generadores de baja potencia a la comunidad, a productores rurales, instituciones educativas y entidades públicas dedicadas a la investigación.

 

Antecedentes

 

En la actualidad hay una significativa y creciente difusión de sistemas de energía renovable para punto aislado, tanto en países desarrollados, cubriendo los aspectos técnicos de los sistemas,  como a nivel local en lo relativo a los ensayos sobre equipos de fabricación nacional.
Existen antecedentes de experiencias llevadas a cabo en distintas provincias, como Neuquen y Chubut, en algunos casos con combinación de sistemas eólicos y fotovoltaicos y también en sistemas de medición implementados en Santa cruz y el Sur de Chile.
Además, se cuenta con unja importante experiencia del grupo de Energías Alternativas de nuestra universidad en registro, procesamiento y elaboración de informes sobre producción de equipos de esta índole en la región, como así también en la medición de recursos de energía renovable  y preparación de redes de instrumental para implementar organizadamente las mediciones  y procesar los resultados.

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