Control inteligente de la energía solar aplicado a paneles solares híbridos

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Los paneles solares híbridos se caracterizan por generar energía térmica y fotovoltaica en un mismo panel. Esta producción dual optimiza el espacio disponible en cubierta, permitiendo generar hasta un 40% más de energía por metro cuadrado que ambas tecnologías por separado.

La solución que se encuentra en fase de desarrollo, se plantea como un sistema de gestión inteligente especialmente orientado al tratamiento de instalaciones híbridas.

Para asegurar su correcto funcionamiento, el sistema se nutre de información obtenida de tres fuentes distintas, que constituirían los inputs del sistema:

  • La propia instalación híbrida: una serie de sensores colocados estratégicamente en puntos de la instalación suministran datos de funcionamiento de la misma, lo que se conoce como la fase de monitorización. En esta fase se recogen datos de temperaturas y presión del fluido, entrada y salida de paneles, temperatura de almacenamiento o datos ambientales medidos a tiempo real entre otros. Además de aportar información que sirva como punto de partida del software, estos valores medidos a tiempo real en la instalación permiten localizar posibles fallos de funcionamiento, originados por fugas eventuales, sobrecalentamientos o daños físicos.
  • Usuario final: los datos referentes al perfil de consumo particular de cada usuario influyen directamente en la eficiencia del sistema, ya que condicionan la descarga energética de los paneles modificando su funcionamiento. Por ello, además del perfil inicialmente impuesto por el usuario, el sistema irá recopilando datos del consumo diario de ambos tipos de energía, localizando las horas de máxima y mínima demanda, con los que se generará un patrón de consumo específico del usuario que se irá realimentando progresivamente.
  • Internet: la herramienta se conectará diariamente a internet con el fin de obtener una previsión meteorológica de los días inmediatamente posteriores al estudiado y almacenará los datos correspondientes a la radiación solar y temperaturas proporcionados por una fuente de confianza, por ejemplo, AEMET. También se prevé consultar y almacenar el precio por kWh eléctrico y su previsión de cambios.

Por otro lado, el sistema de control tiene también la también capacidad de influir y actuar sobre el entorno que le rodea, modificando el modo de funcionamiento de la instalación sin alterarla físicamente. Dentro de estos parámetros modificables por el control, que denominamos outputs del sistema, se encuentran:

  • Ratio de generación eléctrica/térmica: aunque ambas contribuciones estén siempre presentes en una instalación híbrida, se puede potenciar la generación de uno u otro tipo mediante la alteración del caudal de fluido que circula por la instalación. El caudal de fluido es por tanto uno de los parámetros clave que controla el MeshControl, ya que no solo condiciona qué tipo de energía se quiere potenciar sino también la temperatura de servicio que pueden ofrecer los paneles. Un aumento de caudal supone retirar más calor de la placa fotovoltaica, lo que maximiza la generación eléctrica aunque penaliza, a su vez, la temperatura máxima de servicio con la que se alimenta el depósito de almacenamiento. El software MeshControl es capaz de determinar el punto óptimo de funcionamiento en función del consumo energético del cliente y la predicción de irradiación de los días posteriores y puede actuar sobre la instalación mediante una señal a la bomba de caudal variable del circuito hidráulico. Gracias a la influencia que el caudal puede ejercer sobre la temperatura de salida del fluido, este control también puede contribuir a la protección de la instalación frente a sobrecalentamientos.
  • Sistemas de almacenamiento: el accionamiento del caudal influye en la temperatura de salida de los paneles, que a su vez condiciona la temperatura máxima a la que va a ser capaz de almacenar el tanque. En función de la necesidad de ACS del usuario, se puede establecer el nivel de almacenamiento térmico óptimo para no tener que evacuar calor por la noche. Además, en aquellos casos en los que se incluyan baterías, el software MeshControl puede decidir si la generación eléctrica de los paneles es almacenada en baterías o utilizada directamente para el consumo del usuario. Esta decisión, basada en los datos de consumo, previsión atmosférica y precios de kWh, estaría orientada a un ahorro económico por parte del usuario.
  • Conexión a red: en aquellas instalaciones en las que esté permitido o ante futuras modificaciones de la ley actual, el software de control podrá decidir también la posibilidad de verter electricidad a red en aquellos días donde haya excedente de generación.
  • Accionamiento de dispositivos: el control inteligente permite también accionar dispositivos a distancia que requieran una señal eléctrica para cambio de estado. Dentro de estos elementos se encuentran disipadores de calor, válvulas de tres vías o seccionadores de corriente, cuyo objeto principal es el de proteger la instalación ante sobrecargas eléctricas o térmicas.

Todas estas medidas estarían orientadas a proporcionar un ahorro económico por parte del usuario de la instalación. Sin embargo, dada la flexibilidad del software situado en la nube se podría modificar en función de las necesidades particulares del cliente.

 

Fuente: casadomo