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Sistema fotovoltaico en segunda fase

Un grupo de investigadores del Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro, desarrolló un sistema fotovoltaico para almacenar energía en un banco de baterías. Ya trabajan sobre su adaptación a un sistema de alimentación ininterrumpida y en uno fotovoltaico interconectado a la red.

Por Diana Lozano.

La Cátedra de investigación en Agrónica conjunta el uso de tecnología, el diseño y la implementación de sistemas mecatrónicos, de automatización y de energías renovables en el sector agropecuario, con el fin de mejorar la eficiencia y la rentabilidad de sus procesos, e impulsar la competitividad de los productores nacionales.

Una de las líneas de investigación en la Cátedra de Agrónica del Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro, se enfoca en las fuentes renovables de energía, específicamente en la fotovoltaica, la termosolar y la geotérmica de baja profundidad para disminuir los costos energéticos de operación en los procesos agrícolas.

Como resultado de los trabajos en esta área, un grupo de investigadores, encabezado por el doctor Sergio Horta Mejía, con apoyo de alumnos de las carreras de Ingeniería en Mecatrónica e Ingeniería en Tecnologías Electrónicas, diseñó y desarrolló un prototipo de generación de energía fotovoltaica utilizando electrónica de potencia.

“El proyecto forma parte de la Cátedra de Investigación de Agrónica. Existen en el país infinidad de desarrollos agrícolas alejados de las líneas de suministro de energía eléctrica de la CFE, por lo que esta alternativa es muy atractiva”, comenta el doctor Sergio Horta.

Se trata de un prototipo que tardó aproximadamente dos años, desde su concepción hasta su culminación. Ha sido validado con diversas pruebas, y se han publicado artículos reportando sus resultados. El sistema tiene un panel solar de 120 watts de potencia nominal y cuenta con una estructura que permite moverlo y anclarlo en diversos sitios.

De acuerdo con el doctor Horta, el objetivo de este tipo de sistemas es suministrar energía eléctrica a pequeñas poblaciones que se encuentran alejadas de las líneas de energía eléctrica de la CFE. “El principal beneficio es mejorar la calidad de vida de los pobladores”.

Desarrollo

Los elementos primordiales que conforman el sistema son el panel solar, un banco de baterías para almacenar la energía eléctrica y los convertidores electrónicos que procesan la energía. “El sistema entrega a la salida energía eléctrica de corriente alterna, con especificaciones como las que tenemos en nuestras casas”, añade el doctor.

El costo del sistema depende de la energía que pueda captar/suministrar; en ese contexto, los elementos más onerosos son el panel solar y el banco de baterías. “Desde mi punto de vista, este tipo de sistemas no debe representar una inversión para los usuarios potenciales, habitantes de poblaciones aisladas de bajos recursos, sino que, más bien, debe ser parte de las políticas sociales de los gobiernos para mejorar la calidad de vida”, argumenta el líder del proyecto.

Añade que las instalaciones que se requieren para la implementación de un sistema como éste son, en principio, tener un espacio suficiente que garantice la irradiación solar y que no se tengan sombras sobre el panel.

“Es difícil determinar el rendimiento del sistema, pues depende mucho de las condiciones de irradiación y de la calidad del panel solar; el rendimiento de los convertidores electrónicos es del orden del 90 por ciento. Por la característica del sistema desarrollado de almacenar energía eléctrica en un banco de baterías, estamos trabajando en su adaptación a un sistema de alimentación ininterrumpida. También estamos trabajando en el desarrollo de un sistema fotovoltaico interconectado a la red”.

La diferencia es que el primero se puede utilizar alejado de cualquier fuente de toma de luz y en lugares donde no hay una toma cercana; en cambio, el sistema interconectado a la red puede funcionar como un complemento. Esto significa: donde haya alguna fuente de suministro eléctrico para conectar el sistema y que la energía generada se comercialice con la CFE; de esta forma, el sistema podría utilizarse en consumo doméstico o en producciones agrícolas para disminuir los costos energéticos de la operación.

Una vez concluida esta fase, el objetivo será buscar la transferencia tecnológica hacia productores mexicanos y negocios para fomentar la creación de empresas de base tecnológica.

Según señalan los expertos, mediante el desarrollo de sistemas de este tipo, que utilizan fuentes de energía renovables, se puede disminuir la dependencia de combustibles fósiles, así como la emisión de gases de efecto invernadero. Además, es posible satisfacer la creciente demanda energética, sin mencionar que constituye un factor clave para la seguridad energética y la sustentabilidad ambiental del país.

En breve –puntualiza el doctor Horta–, seguirán trabajando en mejorar el rendimiento de los convertidores de potencia y transferir la tecnología desarrollada a algún empresario interesado en el proyecto. “En general, creo que el uso de fuentes de energía renovables va en aumento, en particular la eólica y la solar. En el caso de los sistemas fotovoltaicos, los interconectados a red son ya una realidad y se espera su demanda exponencial a corto plazo”.

Para finalizar, Sergio Horta destaca la importancia del uso de fuentes de energía renovables por el impacto que tienen sobre el cuidado del ambiente y agradece el interés por el sistema fotovoltaico; espera que medios como Constructor Eléctrico sirvan como punto de contacto con colegas que estén desarrollando tecnologías afines.

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