Energías renovables

Energías renovables

Implantación de energías renovables en el regadío

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A través del desarrollo del proyecto de I+D+i “Gestión Eficiente de regadíos” (OPTIREG1316) que inició su actividad a mediados del año 2013, el Grupo Tragsa apuesta por dar soluciones al problema energético de las zonas regables. Una óptima gestión de las zonas regables actuales y futuras permitirá una mayor eficiencia hidroenergética y por consiguiente una mayor rentabilidad económica en la agricultura de regadío. Para ello OPTIREG trabaja en cuatro bloques interrelacionados: 1) implantación de energías renovables, 2) mercados eléctricos y compra-venta de energía, 3) eficiencia hídrica y 4) eficiencia energética.


La disminución del coste energético debe abordarse a través de una estrategia global: disminuyendo la potencia y la energía consumidas, pero también disminuyendo el coste de las mismas. Lo primero se puede conseguir mejorando la eficiencia energética de las instalaciones, así como optimizando la programación de los riegos. Lo segundo, optimizando la compra de la energía, pero también con energía renovable, capaz de generar electricidad in situ más barata que la adquirida de la red.



Trabajo llevado a cabo

Mediante la implantación de energías renovables se busca una disminución del coste energético del regadío, así como una mayor independencia de los proveedores de electricidad. Para ello, en PTIREG se está estudiando el uso y rentabilidad de la energía fotovoltaica, eólica y minihidráulica, así como su integración en una red de regadío actual. Para el desarrollo de esta componente del proyecto, en  primer lugar se valoró la posibilidad de utilizar la energía renovable como fuente de energía para bombeo, para lo cual llevó a cabo un estudio de viabilidad técnica y económica en una veintena de  comunidades de regantes (CC.RR) interesadas. Posteriormente se analizaron los parámetros de los que depende en mayor medida la rentabilidad económica (radiación, perfil de consumo…) y la viabilidad técnica (potencia de bombeo, caudales de riego, existencia de balsa de regulación...) de este tipo de instalación en las comunidades de regantes, llevando a cabo un estudio más avanzado  incorporando las particularidades de cada comunidad.


Posibilidades de conexión

La conexión entre la instalación generadora y la bomba de agua puede realizarse a través de una configuración en autoconsumo o en aislada (también conocida como en isla).


Ambas posibilidades están permitidas en la actual normativa. Sin embargo, considerando el complejo y cambiable marco regulatorio de las instalaciones de energías renovables producido desde la liberalización del sector en 1997, al no estar conectadas a la red de electricidad su marco regulatorio, es más sencillo y previsiblemente estable en el tiempo.


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Para seguir teniendo el apoyo de la red nacional de electricidad desde OPTIREG proponemos desconectar tan sólo una parte de las bombas. De esta forma existirán dos redes eléctricas en las instalaciones, totalmente independientes: una tradicional conectada a la red y la otra conectada al generador renovable, aislada de la red.


El funcionamiento de una bomba conectada en aislado no viene limitado por periodos de facturación, sino por la cantidad de recurso renovable disponible en ese momento, por lo que bombea “pequeños” caudales durante un gran número de horas, con lo que consigue bombear un gran volumen de agua durante las horas de electricidad más cara, en las que la red de riego está menos congestionada.


La opción del autoconsumo es muy interesante desde el punto de vista técnico, no sólo porque proporciona una mayor modularidad y seguridad al regante, ya que el 100% de su instalación sigue conectada a la red convencional, sino también porque se puede aprovechar la electricidad generada durante todo el año, inyectando en la red la electricidad sobrante en invierno, cuando se produce más energía de la que se consume.


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Este tipo de instalaciones son recomendables en estaciones de bombeo de gran potencia, en las que técnicamente es complicado cubrir completamente el consumo de una bomba con energía renovable. También es recomendable en el caso de instalaciones eólicas, en el que el funcionamiento en aislado es más complicado desde el punto de vista técnico.


Sin embargo, teniendo en cuenta que la inversión en una instalación renovable es una inversión a largo plazo, entre 15 y 30 años, según tecnología, y que por tanto la estabilidad jurídica y financiera son fundamentales, el proyecto OPTIREG considera que actualmente es mejor limitarse a trabajar con instalaciones aisladas de la red al considerar los siguientes factores económicos y jurídicos:

  • Estabilidad económica: La evolución de las tarifas eléctricas en los últimos años, con la subida de los costes regulados del término de potencia (término fijo) y la bajada en los de energía (término variable) disminuyen la rentabilidad de las instalaciones conectadas en modo autoconsumo, ya que el término de potencia no se puede reducir con estas instalaciones.

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  • Estabilidad jurídica. La normativa actual no contempla el balance cero, es decir, compensar la energía vertida a la red durante el invierno por aquella que faltará y se consumirá de la red en verano, durante la campaña de riego. Actualmente es posible vender la electricidad excedentaria producida, pero al hacerlo, desde el punto de vista normativo el regante se convierte en productor de electricidad, lo que conlleva importantes complicaciones administrativas, económicas y legales. Entre otros, se debe pagar el famoso peaje, lo que supone un sobrecoste en función de la potencia de la instalación, la energía eléctrica producida y vertida a la red, pero también por la que se produce y consume in-situ.


La integración de energías renovables en aislado, en las instalaciones actuales de regadío en España, conlleva una serie de necesidades y restricciones mínimas en las redes (hidráulica y eléctrica), tanto desde el punto de vista técnico como administrativo. La mayoría de instalaciones cumplen estas necesidades y restricciones sin grandes problemas.


Tipos de fuentes renovables

El proyecto OPTIREG ha analizado las ventajas e inconvenientes de las fuentes de energías renovables más factibles actualmente de utilizar en los regadíos:


Fotovoltaica
Es la energía renovable más utilizada para generar electricidad para bombeo, debido principalmente a:

  1. El recurso solar está medido en todo el territorio nacional y es previsible en el tiempo y espacio.
  2. La evolución de la irradiación recibida en un emplazamiento a lo largo de un año sigue una curva similar a la del consumo energético del regadío, lo que hace de la solar una fuente de energía idónea
    para el bombeo.
  3. La evolución de la irradiación recibida en un emplazamiento a lo largo de un día es relativamente suave, en contraposición a la eólica, por ejemplo. Esto simplifica la gestión de la potencia generada.
  4. La energía fotovoltaica aislada es una tecnología madura en el país por lo que, aunque su aplicación en el bombeo de alta potencia es reciente, cuenta con numerosas empresas para su instalación y
    mantenimiento.


Como contrapartida, para potencias altas, como las necesarias para dar servicio a una comunidad de regantes, la superficie requerida por una instalación fotovoltaica es muy importante (para generar unos 100 kW de potencia son necesarios unos 2.000 m2 para la instalación de los paneles solares).


Además la electrónica utilizada en estos casos hace su uso complicado en potencias superiores a los 200 kW.

 

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Eólica
La eólica es una tecnología no modular, que ofrece mejores precios unitarios a mayor potencia. El diseño de un proyecto eólico, así como su ejecución, conlleva mayores cálculos y complicaciones  écnicas que uno fotovoltaico o minihidráulico.


Por otro lado, el viento es un recurso mucho más variable que el sol, y mucho más difícil de medir y predecir. Para una correcta caracterización del viento en una ubicación es necesaria una campaña  e mediciones a la altura del eje del generador durante mínimo un año, lo cual implica un coste y un tiempo demasiado elevados y sólo rentables para instalaciones a partir de 200 – 300 kW de potencia.


Minihidráulica
El recurso hidráulico para la generación de electricidad en una comunidad de regantes puede tener dos orígenes:

  1. Interno; si existe una sobrepresión en la red debido a desniveles importantes, es una característica a tener en cuenta, sin embargo, en las redes existentes no suele suceder. Sí es una opción a tener en cuenta en el diseño de nuevas redes, localizando el punto de suministro a cota suficiente para aprovechar la presión generada de manera natural por la diferencia de cotas.
  2. Externo; si existe una central hidroeléctrica en las proximidades de la estación de bombeo, o hay posibilidad de construirla, se debe estudiar la viabilidad de desconectar las bombas de la red y llevar a cabo una instalación aislada.



Conclusiones
En los últimos años se ha producido una fuerte subida en los costes eléctricos, tanto para grandes consumidores como para consumidores domésticos. Esto, unido al aumento en el consumo como consecuencia de las modernizaciones en los regadíos, ha provocado un gran aumento del coste energético para las CC.RR. La disminución de este coste debe ser abordada desde varios frentes, siendo uno de ellos el uso de energías renovables.


Debido a la normativa actual sujeta a modificaciones es recomendable trabajar con instalaciones de energías renovables aisladas de la red mucho más estables desde el punto de vista jurídico y financiero.


En cuanto a las renovables estudiadas, tanto la fotovoltaica como la eólica y la minihidráulica están extendidas en España. Se trata de tecnologías maduras que, sin embargo, no han sido aplicadas aún de forma masiva en el regadío de alta potencia.


Por cantidad de recurso renovable, en la Península Ibérica, la tecnología fotovoltaica es ideal para el bombeo de agua para regadío. Es un recurso abundante cuyos máximos de producción coinciden con los máximos requerimientos energéticos del regadío y que cuando más se necesita más disponibilidad ofrece, y que además proporciona una curva de generación mucho más gestionable que la eólica. En contrapartida necesita una superficie considerable para la instalación de los paneles fotovoltaicos que no siempre está disponible.


La energía eólica no es un recurso con suficiente disponibilidad en toda la Península Ibérica, por lo que hay que llevar a cabo un estudio del viento en la zona. Por otro lado, para su instalación precisa de un proyecto de mayor envergadura y presupuesto que la otras energías renovables estudiadas, por lo que para ser rentabilizados deben superar los 200 – 300 kW de potencia en la mayor parte de los casos.


La minihidráulica, necesita poca superficie disponible y el mantenimiento necesario es muy básico. Sin embargo, no siempre existe recurso disponible para rentabilizar la inversión. Según los estudios  levados a cabo en OPTIREG la reducción de los costes energéticos en los regadíos es posible mejorando su eficiencia hídrica y energética a través de alternativas como la implantación de energías  renovables. La implantación de estas instalaciones requiere un análisis previo de las condiciones específicas de cada comunidad de regantes, para decidir si existe viabilidad técnica y económica.


Por

Alberto Pedro Ortega Izquierdo. Ingeniero Industrial. Responsable Técnico del Proyecto OPTIREG. Tragsatec. aortega3@tragsa.es

Mª Sofía Iglesias Gómez. Ingeniero Agrónomo. Responsable de Apoyo y Supervisión del Proyecto OPTIREG. Tragsa. siglesia@tragsa.es. Colegiada nº 3567






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