Irune Moriana García, nueva doctora por la UPNA.
La ingeniera industrial Irune Moriana García (Pamplona, 1980) ha diseñado una metodología que busca el tamaño óptimo de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico para suministrar energía eléctrica en invernaderos avanzados. Según la investigación realizada, correspondiente a su tesis doctoral leída en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), la flexibilidad de estas instalaciones agrícolas en cuanto a la necesidad o no de cubrir el 100% de la energía demandada determina cuál es la opción de menor coste: si los panales fotovoltaicos, los aerogeneradores o el sistema híbrido de los dos. De hecho, en caso de no necesitarse satisfacer totalmente la demanda de energía, la opción de menor coste sería el uso de paneles fotovoltaicos.
El método desarrollado en esta investigación se ha basado en un enfoque tecno-económico, ya que el principal objetivo ha sido alcanzar la mínima inversión en el sistema y, al mismo tiempo, asegurar un uso lo más eficiente posible de las fuentes de energía. “Para cuantificar esta eficiencia en el funcionamiento de la instalación, se ha empleado el concepto de ‘probabilidad de pérdida de suministro energético’, que evalúa la capacidad del sistema para garantizar en todo momento el suministro eléctrico”, señala la investigadora cuya tesis, dirigida por el director de la Cátedra de Energías Renovables e investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) Pablo Sanchis Gúrpide, ha obtenido la calificación de sobresaliente “cum laude”.
El estudio se ha llevado a cabo en un invernadero prototipo ubicado en Sartaguda (Navarra), y no solo se han tenido en cuenta los datos de consumo registrados, sino que se ha recopilado información sobre las características del invernadero y el personal de la finca, y se ha realizado una inspección visual. “Con el fin de diseñar el invernadero prototipo, la metodología desarrollada permite conocer los consumos individualizados de cada elemento de dicha instalación a partir de su consumo global. Asimismo, se ha caracterizado el invernadero en función de días prototipo, que favorecen el desarrollo de sistemas de alimentación específicos”, explica.
Resultados del análisis
En cuanto a los resultados obtenidos, cabe destacar que la mayor parte de la demanda eléctrica es debida a los elementos de climatización del invernadero. “En los meses de verano, el mayor consumo corresponde al uso de unos aparatos para humidificar y refrigerar el invernadero, los nebulizadores, que suponen el 64% del consumo total de energía eléctrica; y, en invierno, el 80% de la demanda eléctrica del invernadero se debe al uso de la calefacción —indica Irune Moriana—. Asimismo, se ha comprobado que el consumo de riego y el grupo de presión es mayor en verano que en invierno. Por último, se ha verificado el consumo de los programadores, las ventanas y la pantalla, y se ha analizado la posibilidad de eliminar o limitar algunos de los consumos individuales del invernadero para reducir costes”.
En el supuesto de considerar el consumo total del invernadero, se ha constatado que el sistema que ofrece un menor coste para el caso de un desfase energético nulo (es decir, que no haya diferencia entre la energía demandada y la generada) es un sistema puramente eólico. Sin embargo, este resultado solo es válido en caso de necesitar unidades de generación exactas. “El problema es que no podemos utilizar 1,01 aerogeneradores, como indica el método diseñado, sino dos generadores, por lo que, en ese caso, el redondeo hace que se emplee mucha más potencia que la necesaria y que se eleve mucho el coste. Los paneles fotovoltaicos, en cambio, son más modulares; se pueden adaptar mejor a la demanda sin necesidad de sobredimensionar el coste”, afirma Irune Moriana.
La investigación también revela que, si se permite que, en determinados momentos, no se cubra el 100% de la energía demandada por el invernadero, se puede reducir el coste de electricidad con un sistema híbrido eólico-fotovoltaico. “La energía que se obtiene de los aerogeneradores y de los paneles no siembre es suficiente, porque puede que no haya bastante viento y sol para atender la demanda —asegura—. En ese caso, se debería utilizar la energía almacenada en las baterías, con el consiguiente gasto económico. Pero si se permite que, en determinados momentos, no sea imprescindible regar o abrir las ventanas, es decir, no haga falta cubrir el 100% de la demanda, se podría reducir la energía almacenada en las baterías y, por tanto, el número de unidades”.
La tesis concluye que, en función de las necesidades que se quieran satisfacer (la demanda solicitada y el desfase energético permitido entre lo demandado y lo generado), puede que no sea conveniente el uso de un sistema híbrido. “Se daría el caso de que el 100% de la demanda sea cubierta por los paneles fotovoltaicos y no sea adecuado emplear aerogeneradores”, añade.
Breve currículum
Antes de cursar en el programa de doctorado Sistemas energéticos conectados a la red, Irune Moriana García se tituló en Ingeniería Industrial en la Universidad Pública de Navarra. Ha participado en varios proyectos de investigación, entre ellos, el denominado CENIT MEDIODIA (Multiplicación de Esfuerzos para el Desarrollo, Innovación, Optimización y Diseño de Invernaderos Avanzados), financiado por el entonces denominado Ministerio de Ciencia e Innovación. Asimismo, ha realizado publicaciones sobre el dimensionado de sistemas híbridos para la generación de energía eléctrica; y ha colaborado en la impartición del curso Análisis y diseño de instalaciones aisladas, dentro del Máster Universitario en Energías Renovables: Generación Eléctrica de la UPNA. Actualmente, trabaja en la empresa Siemens-Gamesa.