Proyecto Aurora: un sistema ecológico de generación de energía renovable

¿Alguna vez has estado en faena y te has quedado sin suministro eléctrico? ¿Has sufrido en alguna obra la complejidad y el coste de conseguir electricidad para los equipos? ¿Has estado afectado por inclemencias del tiempo o desastres naturales ocasionándote un corte de suministro eléctrico? Las empresas Sacyr, Kemtecnia y Ariema, junto a la Universidad de Huelva como socio científico, han llevado a cabo, dentro del Programa Feder Interconecta financiado por CDTI, un proyecto denominado AURORA que te permite resolver todas estas incidencias. Se trata de un sistema móvil, autónomo, escalable, auto desplegable, monitorizable y reprogramable de forma remota para la generación de energía eléctrica con fuentes renovables. Genera sin contaminación alguna, sin apenas huella térmica ni ruido, y con suministro garantizado 24 h/365 d.  Además, soluciona las dos carencias principales en el uso de las ER: discontinuidad del suministro e imposibilidad de llevarlo a lugares remotos.

¿En qué consiste el Proyecto Aurora?

En esencia, AURORA  es un  sistema ecológico de generación de energía renovable que dispone de 4 generadores eléctricos: fotovoltaico, eólico, baterías y pila de combustible e incluye un electrolizador para la producción de H2 y oxígeno in situ a partir de agua. El H2 es almacenado en tanques de hidruros metálicos, y alimenta a la pila de combustible. El oxígeno obtenido puede purificarse hasta calidad medicinal para ser utilizado en hospitales de campaña, desinfección, etc. AURORA puede ser monitorizado, gobernado e incluso reprogramado de forma remota vía wifi, cable, telefonía móvil o incluso radio, desde un Centro de Control desde el cual se pueden tener controlados todos los sistemas AURORA desplegados por el mundo. AURORA es de también aplicable a requerimientos civiles: ONGs, catástrofes, emergencias y aplicaciones habituales donde se requiera un grupo electrógeno. Únete a nuestra comunidad de ingenieros 

Funcionamiento de la generación de energía renovable

Los sistemas eólico y fotovoltaico están generando de forma continua mientras que se disponga de recurso renovable (luz solar y/o viento). Cuando la demanda de las cargas es inferior a la potencia disponible y las baterías están cargadas, entra en marcha el electrolizador para producir H2, el cual es almacenado. Cuando hay más demanda de potencia que la disponible en los generadores fotovoltaico y eólico, el sistema de baterías da apoyo para cubrir el déficit. Si las baterías alcanzan un nivel de descarga fijado por el sistema de control, se pone en marcha la pila de combustible para evitar que las baterías lleguen a un nivel de descarga superior al de seguridad recomendado.

Componentes

Sistema fotovoltaico

 Se configura a partir de 96 paneles fotovoltaicos de 265 Wp cada uno, proporcionando una potencia total de 25,44 kWp. La producción fotovoltaica es optimizada mediante convertidores dotados de seguidor del Punto de Máxima Potencia (MPPT) de los paneles. En éstos se mide la irradiancia y temperatura superficial, de modo que en todo momento se sabe si la potencia generada es la máxima posible para las condiciones de radiación solar presentes. Esta comprobación permite detectar de forma remota fallos en los paneles, así como necesidades de mantenimiento.

Sistema eólico

Se configura mediante un generador eólico de 5,5 kW.

Sistema de pila de combustible

Está constituido por una pila de combustible refrigerada por aire de 3,4 kW. La pila de combustible se alimenta de una bancada de tanques de hidruros metálicos, que llevan un sistema de regulación de temperatura para la mejor absorción/desorción del H2.

Sistema de baterías

Está compuesto por un conjunto de 24 baterías de 2 V conectadas en serie. Las baterías forman un banco de 3000 Ah/144 kWh. El sistema de baterías trabaja como generador o carga.

Buses

Consta de dos buses, el bus AC es configurado a partir del bus DC mediante 3 inversores/cargadores de 12 kW cada uno. Desde el bus DC se pueden alimentar cargas de corriente continua directamente, o a través de un convertidor DC/DC elevador/reductor si trabajan a valores diferentes a 48 V.

Electrolizador

El electrolizador, de 5,5 kW, genera H2 a partir de agua. Éste se almacena en los tanques de hidruros para alimentar a la pila de combustible. El electrolizador puede ser alimentado a través de corriente continua o alterna. Esta última puede ser de interés cuando AURORA está interconectada en una red eléctrica ya existente.

Sistema SCADA&Simulador

Recibe información de todas las variables de interés y gobierna AURORA, según la programación establecida para la misión encomendada. Se trata de un control centralizado multicapas, donde hay un control supervisor de los controladores locales. En base a los datos del sistema de adquisición de datos y las consignas programadas, regula los flujos de energía en función de la demanda de la carga, la capacidad de generar energía renovable primaria y el estado de almacenamiento de H2 y baterías. Todos los elementos de AURORA se alojan en dos contenedores estándar conectados entre sí. El contenedor principal de 40 pies (12 m) aloja los generadores fotovoltaico y eólico, el banco de baterías, los buses DC y AC, los cuadros y aparamenta eléctrica, así como los acondicionadores de potencia y el sistema de supervisión y control (SCADA) que aloja también al simulador. El contenedor de H2 de 20 pies (6 m) contiene todos los sistemas de H2: pila de combustible y su acondicionador de potencia, tanques de hidruros, electrolizador y elementos auxiliares del circuito de H2.

Estado del Proyecto Aurora y sus ventajas

AURORA está listo para salir al mercado con las funcionalidades y potencia que se demande desde 70 hasta 300 kWp. Estos equipos podrán producir electricidad a un coste muy competitivo respecto a los grupos electrógenos diésel, más aún si se tienen en cuenta los costes medioambientales y la logística de transporte del gasoil para el grupo electrógeno. 10 ventajas que hacen de AURORA un proyecto innovador a considerar, con respecto a otros sistemas móviles de producción de electricidad: 1) Garantiza suministro continuo 24 h/365 d. 2) No genera gases contaminantes. 3) Produce H2 in situ. 4) No genera impacto ambiental ni en su despliegue ni en su repliegue. 5) Puede producir oxígeno medicinal. 6) Es autónomo. No necesita logística de suministro de combustibles. 7) Es modular, puede ser escalado de potencia según necesidades. 8) Permite configurar, gracias a su sistema SCADA, una smart grid. 9) Es monitorizable, controlable y reprogramable de forma remota. 10) Reduce el coste y tiempos de mantenimiento.

¡Mira en este vídeo como funciona AURORA!

  ¿Crees que será una buena alternativa renovable para zonas remotas en el corto plazo? ¿Conoces proyectos similares que se estén desarrollando en otra parte del mundo? ¡Cuéntanos!