//Avances en sistemas fotovoltaicos rurales

Avances en sistemas fotovoltaicos rurales

Con aproximadamente 770 gigavatios (GW) de potencia fotovoltaica instalada en el mundo al concluir 2020, la mayoría concentrada en grandes plantas solares para la generación de electricidad, la electrificación rural fotovoltaica ocupa hoy una actividad minoritaria dentro del sector. Sin embargo, según datos del Banco Mundial, todavía hay cerca de 800 millones de personas en todo el mundo que siguen sin tener acceso a la electricidad, y la fotovoltaica es una de las tecnologías que está contribuyendo a reducir esta carencia.

El Grupo de Sistemas Fotovoltaicos (GSF) del Instituto de Energía Solar (IES), dependiente de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en España, cuenta con una trayectoria en la electrificación rural fotovoltaica que ha estado marcada por la búsqueda de la calidad de los sistemas solares. Este principio tiene mucha más relevancia cuando de lo que se habla es de aplicaciones en el ámbito de lo descentralizado, donde la escasez de infraestructuras, su aislamiento y difícil accesibilidad, junto con una baja densidad de población con limitados recursos económicos, imposibilita un servicio de operación y mantenimiento que permita dar una vida útil razonable a estos sistemas. Durante cuatro décadas, el IES ha sido pionero en el desarrollo de estándares y protocolos de control de calidad en numerosos programas de electrificación rural llevados a cabo tanto en Iberoamérica como en África.

Desde 2010, la línea de investigación en electrificación rural del GSF ha puesto el foco en 2 temas estratégicos: la calidad en grandes programas de electrificación rural descentralizada y la fiabilidad de los sistemas de bombeo fotovoltaico.

En el caso de la calidad en grandes programas de electrificación rural descentralizada, los estudios realizados por el Grupo de Sistemas Fotovoltaicos (GSF) han puesto de manifiesto la fragilidad de estos programas llevados a cabo en el mundo hasta la primera década del siglo XXI, a causa de los altos costes de operación y mantenimiento, generando en las empresas implicadas graves situaciones de insolvencia.

A las dificultades que presenta lo descentralizado hay que añadir que, por lo general, cuando se aborda un programa de estas características, se parte desde el desconocimiento de los datos reales de fiabilidad de los componentes que forman los sistemas (reguladores de carga, inversores, luminarias y, principalmente, baterías). Conocer las tasas de fallos de los equipos, sus tiempos medios hasta el fallo y su vida útil en ambientes descentralizados debe ser la herramienta básica con la que poder diseñar estructuras de mantenimiento que resulten eficientes y rentables.

Previamente se llevó a cabo en Marruecos un proyecto piloto, financiado por la UPM y la Agencia Española de Cooperación Internacional (AECID), de un sistema de riego fotovoltaico descentralizado con el que se desarrollaron los algoritmos de control necesarios para dar este salto tecnológico y empleando para el generador fotovoltaico un seguidor autónomo de eje horizontal Norte-Sur. Este proyecto fue clave en el desarrollo de la tecnología de riego fotovoltaico para su posterior introducción en el mercado gracias a MASLOWATEN.

Consolidada ya la tecnología de los sistemas fotovoltaicos de riego de alta potencia, en 2020 el GSF estuvo coordinando el proyecto SOLAQUA, también del programa H2020, cuyo objetivo es el de extender el mercado del riego solar combinando la tecnología fotovoltaica e hidráulica con el riego de alta eficiencia.

En paralelo a estos proyectos europeos, el GSF está abriendo una nueva línea de trabajo que trata de integrar los sistemas fotovoltaicos de riego de alta potencia en entornos descentralizados, a través del desarrollo de sistemas de riego de muy alta fiabilidad, minimizando al máximo las tasas de fallo y permitiendo el control remoto del sistema. Para ello, se está incidiendo en varios aspectos clave: el desarrollo de generadores fotovoltaicos adaptados al riego agrícola (empleando módulos solares bifaciales sobre estructuras fijas que generen perfiles de potencia constante); el desarrollo de sistemas de control universales (capaces de trabajar con distintos modelos y marcas de variadores de frecuencia) y el empleo de sistemas de control remoto robustos y económicos.

“Con estas mejoras pretendemos aumentar la fiabilidad de los sistemas destinados al riego agrícola en entornos rurales descentralizados, con el objetivo de introducir esta tecnología en los mercados de los países en desarrollo” concluyen los investigadores. (Fuente: UPM)