EL ROL DEL GRUPO ELECTRÓGENO EN EL NUEVO ESCENARIO DE LAS MICROGRID

Es necesario recomponer el mix energético para dar paso a energías más limpias, sin que ello suponga sacrificar la estabilidad del suministro de la que hoy disfrutamos. En este último punto es donde el grupo electrógeno juega un rol crucial.


Massimo Brotto, HIMOINSA Sales Engineering Manager




La demanda de energía primaria, aquella necesaria para cubrir  las necesidades básicas de la población para calefacción, transporte y consumo de electricidad no ha dejado de crecer en las últimas décadas. Desde 2010, se ha multiplicado por 1,5 y las previsiones, según la Agencia Internacional de Energía (IEA), son que en 2040 haya crecido un 32%. ¿Cómo hacer sostenible a largo plazo este crecimiento? Es necesario e importante dar paso a otras tecnologías sin que ello suponga sacrificar la confiabilidad del suministro energético que disfrutamos. En este punto es donde se vuelve central el Grupo Electrógeno. Los grupos Electrógenos otorgan confiabilidad al nuevo mix que tiene la exigencia de cumplir muchas premisas al mismo tiempo: Eficiencia, compatibilidad con la infraestructura existente, adaptación a la demanda del momento, y finalmente reducir el impacto ambiental en la mayor medida posible.




Energía Distribuida para atender la demanda energética a largo plazo

El impulso del consumo en países como la India o China, el crecimiento de la población a nivel mundial y el importante desarrollo industrial que vivimos influyen enormemente en una tendencia al alza de la demanda de recursos energéticos.  Pero  se trata de un crecimiento que ya tiene marcada una dirección: el proceso tiene que ser sostenible. La última conferencia de las Naciones Unidas sobre el 


Cambio Climático, celebrada en París en 2015,  selló el camino hacia una economía de bajas emisiones, con el compromiso de los 195 países firmantes del acuerdo. La mayoría ha tomado nota y han empezado a aplicar soluciones para reducir su dependencia del carbón. 

La tecnología actual ya nos proporciona soluciones concretas y puntuales a estas exigencias. La denominada Generación Distribuida permite mover la generación de energía allí donde existe la necesidad. Esto se puede llevar a cabo con unidades que trabajando de manera autónoma y sin dependencia de la red Eléctrica pueden generar energía de manera continua y sostenible

Los Microgrid son el modelo de Generación Distribuida más desarrollado al día de hoy. Estos  sistemas conectados o no a la RED tienen la capacidad de combinar distintas tecnologías entre convencionales y renovables. Además de la generación de energía tienen dos elementos Característicos: el Control, la inteligencia, que predice los consumos y los ciclos de trabajo; y los dispositivos de almacenamiento, el corazón del sistema, que junto a la electrónica de potencia permiten compensar las variaciones de carga de las renovables y ser mucho más eficientes en la generación de energía.


Para que este sistema funcione, necesitan de un sistema de monitoreo que colecte y comunique todos los datos, tanto de la RED, como del resto de fuentes de generación que forman parte del sistema, en un entorno de redes inteligentes o Smart-grid.


Actualmente un tercio de la energía que suministran las microgrid procede de grupos electrógenos, otro tercio de energía eólica y el resto de microturbinas, paneles solares o celdas de combustible.

La tendencia global es combinar las diferentes tecnologías de modo de eliminar o minimizar los aspectos negativos de cada una de ellas cuando son usadas en forma individual y también para reducir la dependencia de los combustibles fósiles.  Por otro lado los mejores precios de los paneles solares están facilitando que esta transición se mas fluida y constantes.


El atractivo de la hibridación de energía fósil y renovable, y también su éxito, dependen en buena medida de factores externos como el marco legislativo, la distancia de la red eléctrica nacional, el coste y la rentabilidad de electrificar una zona, teniendo en cuenta su densidad de población y su nivel de industrialización. Aun así, se espera que este mercado crezca a buen ritmo, en torno a un 17,1% al año durante el próximo lustro, y que la electrificación rural y en isla lidere todo el proceso, con incrementos interanuales del 23%.

Ventajas de la integración del grupo electrógeno en la planta de generación híbrida

La integración de los Grupos Electrógenos en los sistemas Híbridos son la garantía de que el suministro energético sea confiable: Asegura que la energía estará siempre disponible y en forma estable. Los grupos electrógenos son el componente del mix que da solución a la inestabilidad intrínseca de las energías renovables ya que a diferencia de estas no dependen de determinadas condiciones naturales que mayormente son impredecibles. Además los grupos electrógenos dan respuesta muy rápida a las variaciones de carga. Su combinación con un sistema de gestión inteligente da la posibilidad de planificar a la perfección las horas de funcionamiento y de esta forma aumentar la eficiencia de la MICROGRID. 

Además, los generadores funcionan como una alternativa de almacenamiento muy valiosa que puede dar una respuesta muy rápida cuando hay variaciones de carga. Su combinación con un sistema de gestión inteligente permite planificar a la perfección las horas de funcionamiento e incrementar enormemente la eficiencia de la microgrid. La combinación de una planta convencional de generación de energía fósil con una planta de energía 100% renovable tiene importantes ventajas.

Por un lado, proporciona un suministro ininterrumpido de energía que una planta renovable no es capaz de garantizar por sí sola.Por otro lado, reduce sensiblemente los costes de operación. En un diagrama de carga típico de estas plantas se observa cómo el uso combinado de los grupos electrógenos con energía renovables supone, no sólo un ahorro notable de combustible, sino una reducción del conjunto de costes de operación y mantenimiento. Las horas de funcionamiento serán siempre menores y necesitará menos mantenimientos y cambios de lubricantes, filtros o inyectores. 



Condiciones idóneas para la instalación de una planta híbrida 

Las soluciones híbridas resultan especialmente interesantes para mercados industriales como el sector minero y el de las telecomunicaciones, como energía de apoyo a la red en zonas rurales e islas, así como fuente única de energía continua para comercios, granjas u hogares. Todas estas aplicaciones reúnen una serie de características comunes: 



Son lugares que no están conectados a la red o tienen tarifas eléctricas excesivamente elevadas. 

Su demanda llega hasta los 5MW, con cerca de 4.000 horas de funcionamiento al año. La situación ideal para una planta híbrida es que la mayor parte de la demanda se produzca durante el día cuando las fuentes solares están disponibles. 

Registran altos niveles de exposición al sol o al viento. Para rentabilizar la inversión, la irradiación solar debería superar los 1.300kWh/kWp o, en su caso, la exposición eólica debería ser al menos de 4 m/s. Países como Chile, Perú, India, o regiones como el Caribe, Asia Pacífico, Oriente Medio y el norte de África son algunas zonas geográficas que reúnen todas esas condiciones naturales óptimas para el aprovechamiento de la instalación.

Cuentan con espacio suficiente para la instalación de los paneles solares. En el caso de que ésta se realice sobre un tejado, la ratio debería rondar los 10 metros cuadrados por cada kW que se produce. Si se realiza en tierra, harían falta 20 kilómetros cuadrados por MW.

Caso tipo: funcionamiento real de la integración de energías renovables con grupo electrógeno



Supongamos que se instala una planta de Generación Hibrida en Argentina, en una zona donde la radiación anual aprox. es de 17.520.- MWh/año. Para un consumo diario y constante de 4MW durante 12 horas, estimamos que serían necesarios 4.800.000 litros de Diésel.

Si se instalasen tres Grupos Electrógenos Himoinsa HTW-2030 T5 que entregan 4,85M ¿Cuantas horas serán necesarias para amortizar una inversión semejante? ¿Cuánto se podría ahorrar de combustible?

Los sistemas de monitorización se encargarían de detectar cual es la fuente más oportuna en cada momento. Así, en los momentos de mayor irradiación solar los grupos electrógenos trabajarían al mínimo. 


De esta manera, se mejora la vida útil del motor y por lo tanto se producen ahorros en operación y mantenimiento del Grupo electrógeno. En este caso puntual, supondría un ahorro anual de 1.600.000 litros de Diésel al año, más un tercio de su vida útil.

Conociendo estos valores y dependiendo del valor del Diésel y la irradiación solar, la inversión en una planta que incluye grupos electrógenos con Fotovoltaicas se podría amortizar entre los tres y cinco años.


Conclusiones

En esta transición entre la Generación convencional de energía a la renovable, el papel del grupo electrógeno en los años venideros es incuestionable. Asegura disponibilidad para dar respuesta a una demanda cada vez mayor y más exigente para el medio ambiente. El aporte de los grupos electrógenos resuelve la intrínseca inestabilidad de los renovables y es una valorable alternativa de almacenamiento. 

Los grupos electrógenos ofrecen respuesta rápida y segura a variaciones de carga e integrados a un Smartgrid nos dan la posibilidad de planificar el funcionamiento como así también la eficiencia de todo el sistema.

Massimo Brotto es Director de Ingeniería Comercial en HIMOINSA. Con más de 15 años de experiencia, lidera un equipo de profesionales que da soporte técnico al departamento comercial y colabora en el desarrollo de aplicaciones de grupos electrógenos con baterías y sistemas de renovables. En el diseño de nuevos productos, se centra en optimizar la rentabilidad y  minimizar los costes de gestión.