Investigadores de UTN se encuentran realizando la mensura de un sistema fotovoltaico que sea capaz de suplir con energía solar una cuota importante de la energía eléctrica que actualmente demandan los edificios universitarios de nuestra región.
En 2010, el Parlamento Europeo sancionó la Directiva2010/31/UE, a través de la cual establece que, para 2018, todos los edificios públicos de los países que integran la Unión Europea deberán ser edificios de consumo de energía casi nulo; y, para 2020, a estos se le deben sumar también los edificios particulares. Los edificios de consumo de energía casi nulo son, como su nombre lo indica, edificaciones que cumplen con un nivel muy alto de eficiencia energética y que poseen un consumo de energía muy bajo, procedente en su mayoría de fuentes renovables, producida en el mismo edificio (un edificio autosustentable) o en el entorno. Se los conoce también como edificios nZEB (nearlyZero Energy Building) y se espera generen igual o mayor cantidad de energía que la que consumen, propiciando un sustancioso ahorro en las facturas de quienes los habitan, al tiempo que contribuyen a reducir la dependencia energética de la Unión y las emisiones de gases de efecto invernadero.
La Directiva 2010/31/UE fue luego modificada un par de veces y, en 2016, la Unión Europea elaboró un informe donde remarcó que los avances para cumplir con la misma “se han producido hasta hoy con lentitud y deben acelerarse”, e instando a los Estados miembro a “redoblar sus esfuerzos para garantizar que en las fechas límite previstas todos los edificios nuevos tengan ya ese nivel de consumo”.
¿Y por Argentina, cómo andamos? En nuestro país también se están produciendo algunos cambios –apenas incipientes aún- en el sector de la construcción y de la ingeniería que apuntan a edificios de bajo consumo, los cuales llegan mayoritariamente de la mano de los avances tecnológicos –y de la disminución de los costos- en los módulos generadores de energía solar fotovoltaica.
En este contexto, se presentan como una alternativa más que prometedora los sistemas fotovoltaicos conectados a la red (SFCR), que consisten básicamente en un generador fotovoltaico acoplado a un inversor que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. El generador capta la radiación solar y la transforma en energía eléctrica, la cual, en lugar de ser almacenada en baterías, como ocurre en los sistemas aislados e híbridos, puede utilizarse directamente en el consumo o entregarla ala red eléctrica de distribución. La electricidad que utiliza el edificio puede venir total o parcialmente del sistema fotovoltaico o de la red eléctrica convencional indistintamente. Si la demanda de electricidad del inmueble supera a la generación fotovoltaica, este diferencial es cubierto con electricidad proveniente de la red eléctrica convencional. Caso contrario, cuando la generación fotovoltaica supera a la demanda, el excedente es directamente inyectado a la línea de distribución del proveedor del servicio eléctrico.
Un equipo perteneciente al Grupo de Investigación en Tecnologías Energéticas Apropiadas (GITEA) de la Facultad Regional Resistencia de UTN está llevando adelante el dimensionamiento técnico y económico de un SFCR ajustado a las necesidades de edificios universitarios de nuestra región, con el objetivo de determinar qué porcentaje de la energía eléctrica demandada por los mismos puede suplirse con energía fotovoltaica. Los edificios estudiados corresponden a la propia Facultad Regional Resistencia y a la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste (ubicada también en la capital provincial), y la hipótesis de la investigación se basa en que el sol,como fuente de energía, presenta una adecuada correspondencia entre la oferta y la demanda energética para el caso de edificios públicos, con actividad preponderantemente diurna, como lo son las instituciones educativas. Hugo Zurlo, director del proyecto, estima ese valor en torno a un 30%, lo que se traduciría en un ahorro más que considerable en las facturas de luz de las universidades.
Para poder realizar este dimensionamiento existe un paso previo,y es caracterizar el perfil de usuario (en este caso, edificios universitarios del Nordeste Argentino, cuyas necesidades energéticas pueden ser muy diferentes a las de universidades de otra región del país) a fin de conocer el consumo del mismo. Para definir esta caracterización, los investigadores de GITEA cuentan, por un lado, con datos de consumo obtenidos de los comprobantes de luz,suministrados por los sectores de administración de ambas universidades, y, por otro, con un instrumental específico: el analizador de redes, un dispositivo multifunción que brinda información en tiempo real de gran cantidad de variables eléctricas (potencia activa, potencia reactiva, potencia total, energía activa y reactiva, entre otras). El analizador muestra los parámetros eléctricos directamente a través de una pantalla y transmite por comunicaciones todas las magnitudes eléctricas medidas, permitiendo hacer un relevamiento dela energía que se está consumiendo durante un periodo de tiempo determinado.Para esta investigación se tomaron medidas de consumo en diferentes épocas del año, por periodos de una semana.
Entre las variables obtenidas a partir de este relevamiento, una de las más significativas para alcanzar la eficiencia energética es el “consumo fantasma”, como se conoce a la energía eléctrica que el edificio continúa utilizando aun estando cerrado (por ejemplo, un día domingo), generada por aquellos artefactos eléctricos que no pueden desconectarse(o que podrían desconectarse, pero, por una u otra razón, no se lo hace). Hugo Zurlo se pregunta, ¿es ese consumo el mínimo necesario, o estamos consumiendo de más? “No tiene sentido generar energía con fuentes renovables si se va a estar derrochando. Por eso es fundamental determinar los “bolsones” de ineficiencia energética y desarrollar estrategias de corrección, apuntando a eficientizar el consumo”, afirma, y menciona como ejemplo los dispensadores de agua caliente, que permanecen siempre conectados -al menos en los edificios universitarios estudiados-, y que bien podrían desconectarse cuando llega el fin de semana y volver a enchufarse el lunes bien temprano.
A través de esta investigación no solo se determinó con precisión cuál es el “consumo fantasma” de los dos edificios universitarios analizados, sino que además el equipo de GITEA sabe con certeza qué dispositivos lo están generando y cuántos kilovatios genera cada uno, por lo que puede localizar los “bolsones” de ineficiencia energética que menciona el investigador: una buena porción se produce en la sala de servidores; otro tanto surge de los freezers y heladeras (del bar, de los laboratorios), y el resto se produce en los racks, que están distribuidos en los distintos pisos de la facultad. Como una posible solución, desde el equipo de investigación proyectan realizar el dimensionamiento de un SFCR más pequeño, a la medida de la sala de servidores y para su uso exclusivo. “Será más accesible económicamente y puede tener un beneficio interesante, ayudando a reducir el consumo y dándole confiabilidad al sistema, con back up de energía (mediante baterías) para soportar periodos de corte de suministro”, precisa Zurlo.
Los investigadores también expresan su preocupación por el excesivo uso de equipos de climatización que se hace en los edificios universitarios,aunque el director reconoce que allí es más difícil alcanzar la eficiencia energética, sobre todo en aulas concurridas, donde se genera abundante calor humano. El presente proyecto de investigación también aportará recomendaciones sobre posibles modificaciones arquitectónicas que contribuyan a disminuir la temperatura ambiente de las aulas y reducir la dependencia actual del aire acondicionado.
Una de las limitaciones que encuentra el proyecto –y, en general, el desarrollo de sistemas fotovoltaicos conectados a la red- está relacionada con la legislación, y allí ya no hay mucho que los investigadores puedan hacer: ¿Qué sucede con la energía que el sistema inyecta a la red? “Debería estar previsto un mecanismo de compensación, resarcimiento o reconocimiento a los usuarios por esa energía entregada a la red, pero en nuestra provincia la legislación no lo contempla, y eso hace que no se avance rápidamente en el desarrollo de este tipo de sistemas”, explica el investigador. A nivel nacional, en diciembre de 2017 se sancionó la Ley Nº 27.424, correspondiente al Régimen de Fomento a la Generación Distribuida de Energía Renovable Integrada ala Red Eléctrica Pública, la cual fue reglamentada recién en noviembre de este año. Si bien podría transcurrir un tiempo considerable hasta que comience a aplicarse en la provincia del Chaco, Zurlo remarca que el objetivo es estar en condiciones técnicas de poner en funcionamiento un SFCR ni bien se adecúe la normativa vigente.
Por si fuera poco, con la premisa de incentivar y ampliarla producción de este tipo de energía renovable, este proyecto prevé confluir en el desarrollo de un curso de capacitación para instalaciones de sistemas fotovoltaicos conectados a la red (durante 2018 ya se desarrolló uno para instalar sistemas solares térmicos), donde se volcará todo el conocimiento adquirido a lo largo de la presente investigación.
He aquí algunas de las principales ventajas de los SFCR:
Permite suavizar los picos de demanda cuando existe cierto grado de coincidencia entre el perfil de generación fotovoltaica y el perfil de consumo del inmueble;
La generación distribuida reduce las pérdidas de energía por transmisión en las redes;
No requiere almacenamiento, lo que permite prescindir de los componentes más débiles, costosos y riesgosos del sistema, que son las baterías de almacenamiento de electricidad;
Los nuevos productos disponibles para la construcción de los SFCR (estructuras de montaje para fachadas fotovoltaicas, perfiles para tejados, techos planos, tejas fotovoltaicas que pueden reemplazar a las convencionales) facilitan la integración de los sistemas fotovoltaicos a la fachada o techo de los edificios, por lo que no atentan contra la apariencia estética del inmueble.