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Investigación Posgrados: integración de energía solar y biomasa para producir electricidad

 

Las energías renovables son la respuesta a la descarbonización de las redes eléctricas, sin embargo, aún deben resolver desafíos como la variabilidad de sus recursos. Por ejemplo, no siempre hay suficiente sol o viento, si hablamos de la energía solar o eólica. Para resolver estos problemas, Raúl Gutierrez, Docente de la Maestría en Dirección de Operaciones y Seguridad Industrial, desarrolla una investigación que forma parte de su estudio doctoral.

Parte de esta investigación fue publicada e indexada recientemente en las principales bases científicas: Web of Science y Scopus. El paper fue presentado en la edición 28 del Congreso Europeo de la Biomasa que se realizó en julio de 2020.

En el evento participó con un artículo científico en el cual habla sobre la hibridación de sistemas energéticos con el fin de aprovechar lo mejor de cada uno. Lo que busca es integrar una planta de energía solar térmica de concentración (CSP) con otro tipo de sistemas, como una planta de combustión de biomasa (foto referencial), aprovechando, de esta manera, la naturaleza térmica de ambas fuentes, para obtener un único sistema que sea gestionable y 100% renovable.

¿Cómo funciona?

A diferencia de las placas fotovoltaicas, estos sistemas transforman la radiación solar en calor y posteriormente en energía mecánica y eléctrica. Se basa en grandes áreas cubiertas por heliostatos que reflejan la radiación solar hacia un punto receptor, por el que circula un fluido térmico que absorbe el calor, con el que se genera vapor a alta presión para operar una turbina acoplada a un alternador.

La gran ventaja de estos sistemas es la posibilidad de generar electricidad cuando el sol se oculta, ya que el calor absorbido en el día se puede almacenar en tanques de sales fundidas de gran capacidad, lo que permitiría extender la generación a horas de la noche. La propuesta de Raúl es hibridar estos sistemas con calderas de biomasa, que permitan aumentar su flexibilidad y gestionabilidad a través de una tecnología neutral en carbono y 100% renovable.

¿Qué se requiere para implementar este tema en Ecuador?

Raúl comenta que, dentro de sus planes está iniciar estudios en Ecuador sobre la viabilidad de esta tecnología, ya que actualmente su investigación tiene base en Sevilla, España.

El primer paso es desarrollar estudios tecnoeconómicos que evalúen su factibilidad, según el recurso solar de una localización en específico, después, a través de simulaciones matemáticas, se estima el costo de generación por kWh. “De esa manera se podría tener un primer indicio de la competitividad de la tecnología en el sistema eléctrico”.

Las ventajas del modelo

Los países de la Unión Europea se han fijado ambiciosas metas de descarbonización de su energía hasta 2030, como parte del cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible propuestos por la ONU. Sin embargo, para ello, las energías renovables variables no son suficientes, por lo que se necesitan sistemas gestionables. Es allí cuando este tipo de tecnologías híbridadas, propuestas en el estudio de Raúl, resultan ideales.

“El potencial es que es una nueva industria, con un alto nivel de inversión, lo que podría generar altas tasas de empleabilidad, además de las ventajas del desarrollo tecnológico y de conocimiento que esto trae”, resalta Raúl.

La investigación se puede ver en: Integration of Solar and Biomass for the Production of Electricity: Contributions to Face the Challenge of Flexible Operation in Thermochemical Biorefineries.