Los sistemas fotovoltaicos podrían proporcionar hasta el 60% de la producción durante los huracanes

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Investigadores del Centro de Análisis Estratégico de Energía del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos han evaluado cómo podrían funcionar las plantas solares durante los huracanes.

La energía solar podría seguir proporcionando energía de reserva, incluso si las redes están caídas durante los huracanes, afirmaron los científicos, especialmente si está conectada a sistemas de almacenamiento de energía o cuenta con un inversor apropiado.

Los investigadores realizaron simulaciones basadas en los datos meteorológicos de las ciudades de Estados Unidos afectadas por 18 huracanes entre 2004 y 2017 para estimar el rendimiento de los proyectos solares a pequeña escala antes, durante y después de los fenómenos meteorológicos estudiados. “También evaluamos el potencial de la energía fotovoltaica, cuando se combina con el almacenamiento, para poder servir algún nivel de carga a un ritmo constante durante y después de cada uno de estos huracanes”, dijo el grupo NREL.

Metodología

Los investigadores utilizaron los datos de la Base de Datos Nacional de Radiación Solar para las 18 ciudades estudiadas y luego calcularon las horas de inicio y fin de los huracanes basándose en las velocidades de viento registradas. Los datos meteorológicos se utilizaron entonces para simular la generación solar horaria de cada ciudad durante todo el año en que se produjo cada huracán. Las simulaciones utilizaron el Modelo Asesor de Sistemas del NREL, que hace predicciones de rendimiento y estimaciones de costos de energía para proyectos de energía conectados a la red, basadas en la instalación, los costos de operación y los parámetros de diseño del sistema.

El grupo del NREL asumió que las instalaciones solares no habían sido dañadas por el huracán; la generación de electricidad estaba limitada por la cantidad de irradiación; y los sistemas fotovoltaicos seguían funcionando a pesar de las interrupciones de la red. Para las simulaciones de energía solar más almacenamiento, se supuso que las baterías solo se cargarían de sus sistemas fotovoltaicos asociados. “También asumimos que el estado de carga de la batería al comienzo del huracán era del 100%, es decir, estaba preparada para una posible interrupción”, dijo el grupo NREL.

Resultados

Las simulaciones mostraron que las nubes asociadas a los huracanes reducían la producción solar, pero la generación seguía siendo elevada, debido a los grandes volúmenes de irradiación difusa. “A lo largo de los 18 huracanes, la generación fotovoltaica nunca disminuye por debajo del 18% del potencial de cielo despejado y en algunos casos es casi el 60% del potencial de cielo despejado”, dijeron los investigadores.

Antes del comienzo de los eventos climáticos extremos, los sistemas fotovoltaicos simulados funcionaban al 39-90% de su potencial de cielo despejado. Después, la cifra aumentó hasta el 46-100%.

La energía generada durante los huracanes ayudó a reducir la tasa de descarga de las baterías en las simulaciones de solar+almacenamiento, dijo el equipo del NREL, aumentando las cargas que el almacenamiento podría proporcionar antes de vaciarse. “Después del período en que el estado de carga de la batería llega inicialmente a cero, el aumento de la luz solar permite que los sistemas fotovoltaicos y de la batería sirvan una mayor cantidad de carga”, dijeron los investigadores.

Datos

El grupo NREL dijo que había datos limitados relacionados con la generación real de sistemas fotovoltaicos durante los huracanes, lo que hace necesario seguir investigando.

Los resultados de las simulaciones se presentaron en el documento “The potential for using local PV to meet critical loads during hurricanes, publicado” en Solar Energy y en el sitio web de ScienceDirect.

En un informe reciente del Rocky Mountain Institute, organismo de investigación con sede en Estados Unidos, se citaron los daños que los fenómenos meteorológicos extremos pueden causar a las instalaciones solares montadas en tierra y en los tejados. El estudio examinó el estado posterior al huracán de 25 sistemas de tejados en cinco islas del Caribe. Los ingenieros observaron similitudes en los sistemas que fallaron bajo la presión de los vientos fuertes, así como características compartidas entre los sistemas que sobrevivieron.