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Escuela Politécnica Superior

• Internet de las cosas
• Aplicaciones móviles
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Programa CTP
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Comunidad de Trabajo de los Pirineos
de la Comunidad Europea
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Justificación

Áreas rurales capaces de
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energía, con estricto respeto al
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Objetivos

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Metodología.
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Jornadas

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• STEPHANE KRECKELBERGH
• AITOR ETXEBERRIA

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CONSUMO
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BIOMASA
2400 toneladas en Irati.
El tipo de madera: haya (fagus sylvatica).
Densidad energética de 2kWh/kg ( humedad del 5...
MICRORRED

La arquitectura utilizada es la
siguiente:
• La red eléctrica de ERDF.
• Un gasificador.
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SIMULACIÓN
• En HOMER se diseña un sistema con un generador de biomasa de 60
kW.
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Josep Pou

Dr. Ingeniero industrial

Convertidores de potencia, energías renovables, transmisión
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Comité técnico (1)
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Comité técnico (2)
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Comité técnico (3)
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Comité ambiental (1)
• Sant Pau de Segúries (Ripollès)
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Comité ambiental (2)
Programa de simulación: Homer Energy Software
• Optimización de sistemas de
generación distribuida y
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Comité ambiental (3)
Microred (hidrogenerador) conectada a la red
(situación actual)

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Comité ambiental (4)
Microred híbrida (hidroeléctrica-solar)
conectada a la red

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Comité ambiental (5)
- Comparación de consumos entre la situación
actual y la red híbrida

La configuración híbrida permit...
MIDI-PYRÉNÉES
ENIT (Tarbes)
• Encontrar un compromiso entre la necesidad de la
energía renovable y su impacto medioambient...
Energía Renovable
Hidráulica. Hay muchas instalaciones hidroeléctricas en el
Departamento de Hautes-Pyrénées en comparació...
Encuesta
Se realizó una encuesta, que pretendía estudiar:
• La aceptación de la implantación de las energías renovables.
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Encuesta
• La población encuestada cree que el mayor obstáculo de la
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El conjunto histórico-artístico de San Juan de la Peña en el Pirineo
Aragonés, es un reto para una tecnología,...
Estudio ambiental y de
eficiencia energética
Medidas para disminuir el impacto ambiental de las actividades
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Meso-escala del modelo MM5

Retícula para meso-escala del modelo MM5 sobre las
zonas a estudiar. En iconos está representa...
RADIACIÖN SOLAR

Datos del modelo MM5 meso-escalado

Datos de la estación
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Meso-escal del modelo MM5

Modelo histórico ampliado, basado en meso-escalas del MM5,
corregida por datos observados en el...
Meso-escal del modelo MM5
Sólo se dispone de datos de consumo por meses.
La empresa INOVA INGENIEROS, facilita algunos per...
Instalación de paneles
fotovoltaicos
Siguiente paso.:
• Diseño de la microrred.
• Amortizaciones
• Predicciones de
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Energías renovables
Yeb Sano, delegado de Filipinas ante la
conferencia de la ONU en Varsovia, dijo
conteniendo las lágrim...
RURALGRID está para demostrar que las fronteras
son translúcidas a las soluciones técnicas, que la
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Ponencia David Chinarro

  1. 1. Estudio de viabilidad para implementar energías renovables a través de microrredes en los pueblos del Pirineo. David Chinarro, Vicedecano de investigación de la Escuela Politécnica Superior, Jornadas energía rural, Jaca , 14 de la Universidad San Jorge de noviembre de 2013 1
  2. 2. Escuela Politécnica Superior • Internet de las cosas • Aplicaciones móviles • Realidad Aumentada • Automatización industrial • Sistemas biomecánicos • Multiagentes • Smart Cities Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 2
  3. 3. Programa CTP Socios del proyecto Comunidad de Trabajo de los Pirineos de la Comunidad Europea Ejecución: 1-01-12 – 15-11-2013 Socios del proyecto: • Universidad de San Jorge (líder del proyecto), • Universidad del País Vasco, • Universidad Politécnica de Cataluña, • Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées de Bidart, • Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, Tecnalia (Euskadi), • JEMA (Euskadi), • LOREKI (Aquitaine), • IMS (Aquitaine) • INYCOM (Aragón). Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 3
  4. 4. Justificación Áreas rurales capaces de autogestionar parte de su energía, con estricto respeto al Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 4 4
  5. 5. Objetivos Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 5
  6. 6. Metodología. GEOGRÁFICA TRANSPIRENAICA O C E TEMÁTICA Comité Medioambiental Comité Técnico Comité de Transferencia Comité Social Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 6
  7. 7. EUSKADI. Comité Técnico. Applied Electronics Research Team Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 7
  8. 8. Microrredes 8 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 8
  9. 9. Uso de convertidores de potencia 9 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 9
  10. 10. Modelo de control de la microrred 10 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 10
  11. 11. Toma de datos o Valle de Salazar (Navarra) • Ezcároz • Ustés o Chalets d’Iraty (Francia) Se ha registrado el consumo eléctrico local y la velocidad del viento. 11Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 11
  12. 12. Microrred experimental 12 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 12
  13. 13. AQUITANIA. ESTIA (Bidart) Investigadores: • STEPHANE KRECKELBERGH • AITOR ETXEBERRIA Chalets del Valle del Irati Situado en una zona boscosa del Pirineo occidental, su principal actividad es el turismo. → 40 chalets – 313 plazas en total. → 20 000 personas por año. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 13
  14. 14. CONSUMO • Medidas cada 10 minutos obtenidas de ERDF: consumo eléctrico real de los chalets. • Medidas de potencia activa realizadas en dos postes de transformación: Hegui-Xuri y Bagargi. Perfiles de consumo. consumidores industriales o residenciales, periodos vacacionales o escolares, etc Regresión lineal múltiple par arecuperar datos perdidos Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 14
  15. 15. BIOMASA 2400 toneladas en Irati. El tipo de madera: haya (fagus sylvatica). Densidad energética de 2kWh/kg ( humedad del 50%). Seleccionada tecnología de gasificación para generar electricidad a partir de la madera: • Los gasificadores son especialmente interesantes para instalaciones de baja potencia (10-100kW); • Su rendimiento eléctrico es de alrededor 20%; • La gasificación permite eliminar los contaminantes del combustible y reducir las emisiones en comparación con el método de combustión directa. Los gasificadores generan el syngas como salida: • Su poder calorífico es de 5-6 MJ/kg. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 15
  16. 16. MICRORRED La arquitectura utilizada es la siguiente: • La red eléctrica de ERDF. • Un gasificador. • Una carga que simula el consumo del transformador de Bagargi. 03/05/2013 ESTIA - Transfer Committee Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 16 16
  17. 17. SIMULACIÓN • En HOMER se diseña un sistema con un generador de biomasa de 60 kW. • Se ha simulado el sistema durante veinte años. • Financiación del 70 % para el coste de instalación del generador de biomasa. • Condiciones de funcionamiento: Invierno. • Precio de electricidad generada por la biomasa es de 4.34 c€/kWh,. • Los resultados económicos del proyecto demuestran que en veinte años el total del valor actual neto para el generador de biomasa es de 328 k€. • Si se utilizara solamente la red eléctrica para satisfacer la demanda energética de los chalets de Irati, el total del valor actual neto sería de 332 k€. Por tanto, el uso de un generador de biomasa permitiría generar una parte de la energía eléctrica utilizando los recursos renovables locales mientras el coste sería ligeramente inferior en comparación con el caso en el que se utilizase solamente la red eléctrica. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 17
  18. 18. Josep Pou Dr. Ingeniero industrial Convertidores de potencia, energías renovables, transmisión HVDC Antoni Arias Dr. Ingeniero industrial Sistemas de velocidad variable, convertidores de potencia Jordi Zaragoza Dr. Automática y electrónica industrial Convertidores de control de potencia Carles Jaén Dr. Ingeniero industrial Sistemas fotovoltaicos, seguidores solares Gabriel Capellà Ingeniero industrial Paralelización de convertidores de potencia Carme Hervada Dra. en Física Física medioambiental y geoestadística Ricard Picas Ingeniero en Automática y Electrónica Industrial Convertidores de potencia multinivel Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 18 18
  19. 19. Comité técnico (1) Optimización del control de convertidores DC/DC boost en paralelo Plataforma experimental Para paneles solares Esquema Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 19 19
  20. 20. Comité técnico (2) Conexión en paralelo de ramas en un inversor Power supply Dspace 1103 interface Inductors Sensor board Load Reparto equilibrado de corrientes de rama Inverter DC capacitors Prototipo de laboratorio Modulador entrelazado con portadora única (esquema de una fase) Zone Pinpointing zrefax vcarr Code zcarrx Sequencer Zone Comparator PWM unit vrefax Shifter Rescaler v’refax (Inverter) Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 Up Comparator Raw PWM Down Level Clamping 20 Mux PWM Out 20
  21. 21. Comité técnico (3) Convertidor multinivel (MMC) Para transportar la energía eléctrica con más eficiencia en distancias largas Esquema Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 21 21
  22. 22. Comité ambiental (1) • Sant Pau de Segúries (Ripollès) – Población 699 (2008) - Actualmente dispone de un generador hidroeléctrico, se pide si es viable o recomendable apoyar con paneles solares para suplir épocas de sequía o paradas de mantenimiento Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 22 22 22 22
  23. 23. Comité ambiental (2) Programa de simulación: Homer Energy Software • Optimización de sistemas de generación distribuida y también contempla la conexión a una red externa. • Contempla distintas opciones tecnológicas y da su viabilidad económica y técnica. • Permite múltiples fuentes de energía, de carga y de sistemas de almacenaje. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 23 23 23
  24. 24. Comité ambiental (3) Microred (hidrogenerador) conectada a la red (situación actual) Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 24 24
  25. 25. Comité ambiental (4) Microred híbrida (hidroeléctrica-solar) conectada a la red Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 25 25
  26. 26. Comité ambiental (5) - Comparación de consumos entre la situación actual y la red híbrida La configuración híbrida permite un ahorro del 1% en el consumo de energía de la red Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 26 26
  27. 27. MIDI-PYRÉNÉES ENIT (Tarbes) • Encontrar un compromiso entre la necesidad de la energía renovable y su impacto medioambiental, estudiar la demanda energética de la región, y estudiar los impactos medioambientales de cada tecnología relativa a la producción de energía. • Elaborar y realizar una encuesta para obtener la opinión de la población afectada por una posible implantación de microrredes dentro de su municipio. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 27
  28. 28. Energía Renovable Hidráulica. Hay muchas instalaciones hidroeléctricas en el Departamento de Hautes-Pyrénées en comparación a los otros departamentos del suroeste de Francia, sin embargo, estas instalaciones son la mayoría de pequeño tamaño. Eólica. No hay viento en el Departamento de Hautes-Pyrénées, esto sugiere que la legislación y las distintas asociaciones para la defensa del medio ambiente hacen que la instalación de este tipo de tecnología sea complicada en los Pirineos. Solar. Hay un gran potencial solar en los Hautes-Pyrénées, pero la legislación dificulta el desarrollo de la tecnología fotovoltaica en el macizo montañoso. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 28
  29. 29. Encuesta Se realizó una encuesta, que pretendía estudiar: • La aceptación de la implantación de las energías renovables. • El grado de conocimiento del medio ambiente. • Los tipos de generación de energía utilizados en el municipio. La primera parte de la encuesta define el perfil de la persona que responde al cuestionario y así poder obtener resultados de acuerdo con una serie de parámetros que se relacionan con el entrevistado, como edad, categoría socio profesional o la ciudad donde vive. La segunda parte permite establecer el grado de conocimiento de la persona en energía renovable y también su interés hacia ella. . Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 29
  30. 30. Encuesta • La población encuestada cree que el mayor obstáculo de la instalación de micro redes es el aspecto financiero. (¿Debido a la crisis?) • También señala como un freno a la implantación de estos sistemas el aspecto tecnológico y administrativo (¿Necesidad de información?) Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 30
  31. 31. ARAGÓN. USJ El conjunto histórico-artístico de San Juan de la Peña en el Pirineo Aragonés, es un reto para una tecnología, que, sin dejar de prestar su servicio, debe condicionar sus instalaciones a un espacio ecológico, artístico y paisajístico singular. PASAR INADVERTIDA y pervasiva. Situado en 42° 30' 30"N 0° 39' 59" O. Se ha comenzado por un estudio ambiental, seguido por el análisis de las alternativas energéticas renovables. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 31
  32. 32. Estudio ambiental y de eficiencia energética Medidas para disminuir el impacto ambiental de las actividades desarrolladas en San Juan de la Peña, en cuanto a toxicidad, reciclados, control y racionalización del consumo de agua, elaboración de compost, y campañas de concienciación para los usuarios. Ahorro energético y medidas de eficiencia, se establecen las siguientes pautas orientativas que refuerzan las ya existentes: Instalar más detectores de presencia Utilizar sensores lumínicos y programación horaria Replantear los puntos de iluminación de emergencia establecidos Revisión de los equipos electrónicos carentes de protectores contra sobretensiones. • Sistema domótico para crear diferentes escenas de iluminación en función de estancias. • La aplicación informática para el control del consumo eléctrico debe tener un control más detallado por instalaciones y los resultados deben guardarse automáticamente con una frecuencia al menos horaria • • • • Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 32
  33. 33. Meso-escala del modelo MM5 Retícula para meso-escala del modelo MM5 sobre las zonas a estudiar. En iconos está representado los casos de estudio en San Juan de la Peña, valle del Irati y pueblos de Lérida y Gerona Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 33
  34. 34. RADIACIÖN SOLAR Datos del modelo MM5 meso-escalado Datos de la estación Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 34
  35. 35. Meso-escal del modelo MM5 Modelo histórico ampliado, basado en meso-escalas del MM5, corregida por datos observados en el la estación meteorológica de San Juan de la Peña. Se indica una tendencia incremental de la radiación solar en ese periodo de unos 5 w/m2 Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 35
  36. 36. Meso-escal del modelo MM5 Sólo se dispone de datos de consumo por meses. La empresa INOVA INGENIEROS, facilita algunos periodos de información diaria y horaria. Esto permite realizar balance entre la energía potencialmente disponible y la carga de las instalaciones. Es el consumo en las instalaciones en el periodo considerado. Energía fotovoltaica potencial disponible para un conjunto de 400 m2 de módulos solares, con una eficiencia de 18 % y ángulo de seguimiento fijo. En esas condiciones, la energía solar cubriría un 85 % de la demanda. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 36
  37. 37. Instalación de paneles fotovoltaicos Siguiente paso.: • Diseño de la microrred. • Amortizaciones • Predicciones de disponibilidad energética. En resumen, se pueden replantear las instalaciones energéticas que dan servicio a edificios sensibles desde el punto de vista arquitectónico y medioambiental, con recursos fotovoltaicos solares cubriendo una demanda eléctrica de cerca Cubierta del Centro de Interpretación de el 90% y una amortización menor de nueve años. San Juan de la Peña donde se instalarían los paneles fotovoltaicos. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 37
  38. 38. Energías renovables Yeb Sano, delegado de Filipinas ante la conferencia de la ONU en Varsovia, dijo conteniendo las lágrimas: • «Paren esta locura», • «Mi pueblo se niega a aceptar que hagan falta 30 o 40 cumbres para solucionar el problema del cambio climático». Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 38
  39. 39. RURALGRID está para demostrar que las fronteras son translúcidas a las soluciones técnicas, que la investigación no tiene confines geográficos y que la vecindad nos sirve, ante todo, para aunar esfuerzos ante una problemática común. Jornadas energía rural, Jaca , 14 de noviembre de 2013 39
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