Las energías renovables y residuales pueden ser utilizadas para diferentes aplicaciones que hasta ahora muy poco se han aprovechado. Es por ello que desde el año 2.009 comenzamos a investigar usos alternativos a los convencionales como complemento de la investigación sobre energías renovables para aplicaciones de desarrollo rural que iniciamos en 2.003. Lo que pretendíamos era desarrollar productos que hagan competitivo el uso de las energías renovables residuales, algo de lo que estábamos totalmente convencidos era perfectamente viable. Para ello comenzamos a complementar nuestra planta piloto de energía fotovoltaica y agua con nuevas instalaciones destinadas al análisis y validación de la energía. Fueron años de investigación teórica hasta que en 2.013 se comenzó a construir la planta piloto dotada de la tecnología e instrumentación más avanzada que nos permitiese analizar en detalle el rendimiento de los productos. Esa planta ha tenido gran apoyo por organismos e instituciones de Extremadura, pues es una de las primeras iniciativas que en el mundo abordan de forma sistemática el desarrollo de productos destinados a lugares remotos. Nuestro proyecto se empezó a explicar fundamentalmente orientado a dos mercados: Asia Central y África Subsahariana. Con el apoyo de Extremadura Avante el proyecto se está exponiendo en importantes foros mundiales que abordan tecnologías para el desarrollo rural de África y Asia.
El proyecto requirió una primera inversión en construcción y adecuación del terreno y hasta 2.017 unos 60.000 euros de inversión en equipamiento especializado. Las inversiones en equipamiento obtuvieron una financiación parcial por parte de la Consejería de Economía e Infraestructuras de la Junta de Extremadura. Se colaboró también con diversos organismos autonómicos con el objetivo de establecer sinergias: Universidad de Extremadura, Fundación Universidad y Sociedad y Parque Científico y Tecnológico de Extremadura. Especial atención de prestó al desarrollo de proyectos fin de carrera y colaboraciones con post-titulados de forma que se pudiese llevar a cabo una amplia investigación inicial en los diferentes productos que deseábamos desarrollar. Pronto nos dimos cuenta de la importancia que tenía diseñar métodos de montaje e instalación con máximo rigor, más aún considerando que nuestros productos están especialmente pensados para lugares remotos. La formación de nuevos profesionales pensada para tener una cantera de posibles trabajadores fue también una prioridad. Para ello se firmó acuerdo de colaboración con el área de Mecatrónica Industrial de la Escuela Virgen de Guadalupe de Badajoz.
Con el objetivo de ensayar nuevos desarrollos de aplicaciones térmicas con energías renovables se construyó en la localidad de Valencia de Alcántara (Cáceres) una planta piloto totalmente funcional dotada de la última tecnología en instrumentación, automatización y control. Esta planta piloto está construida a 700 metros de altitud no está conectada a las redes eléctricas públicas, por lo que se trata de un lugar idóneo para realizar ensayos térmicos durante los meses fríos.
Una de las principales características de nuestra planta piloto es que no está conectada a las redes eléctricas públicas, sino que trabaja exclusivamente usando energía solar. El calor se obtiene mediante captadores térmicos y la alimentación eléctrica de bombas, motores y su instrumentación se consigue usando energía solar fotovoltaica. Posteriormente hemos ido incorporando nuevas líneas de investigación destinadas a
El objetivo de construir esta planta piloto fue la de disponer de un lugar donde poder ensayar el comportamiento de una instalación de generación de energía solar térmica y poder desarrollar aplicaciones prácticas en el medio rural, prescindiendo del uso de energías convencionales. La energía solar térmica es variable, y sólo está estudiada en detalle en las aplicaciones residenciales, comerciales y en menor medida industriales. Pero existe poca información sobre su utilidad en aplicaciones rurales como la calefacción de invernaderos, el secadero de productos agrícolas, el calentamiento de animales y muchas otras aplicaciones más. Trabajando en el entorno adecuado la planta pretende investigar este tipo de soluciones y demostrar su viabilidad en lugares donde no hay energía eléctrica disponible.
La planta fue financiada parcialmente por la Junta de Extremadura a través de Fondos Feder, dentro de un proyecto de Ayuda a la I+D+i Empresarial.
El proyecto nos permite montar las aplicaciones desarrolladas y ponerlas a punto probando su funcionamiento real en diferentes condiciones. Exploramos en tiempo real cómo se produce el calentamiento, la forma de optimizar los circuitos, la energía térmica producida, consumida y perdida. De esta forma es luego sencillo desarrollar kits modulares que faciliten su comercialización e integración en procesos existentes.
Descripción de la planta piloto
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La planta piloto está diseñada para estudiar cuatro procesos que conforman una unidad de producción de procesos agrícolas o ganaderos. Los procesos son los siguiente:
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El equipamiento y aplicaciones con las que trabajamos en la planta son las siguientes:
- Sistema funcional de energía térmica solar forzada. Se dispone de una instalación funcional forzada con la cual simulamos el proceso completo de producción, almacenamiento y consumo de calor.
- Sensores. Sistemas de medición de temperatura, caudales, presiones, medición de par motor, voltaje, así como analizadores de energía.
- Análisis avanzado de redes. Se trata de un sistema que permite analizar en tiempo real todos los parámetros eléctricos de cualquiera de los circuitos presentes en la planta.
- Sistema de gestión de cargas. Este sistema está pensado para poder ordenar la conexión y desconexión de cargas en función de los valores de variables analógicas y digitales.
- Desarrollo de aplicaciones de control mediante PLCs. En la planta se dispone también de PLCs con el objetivo de desarrollar diferentes formas de actuar sobre bombas y motores en función de variables analógicas y digitales.
- Telecontrol. Se dispone también de una unidad de telecontrol vía router industrial con el objetivo de poder actuar de manera remota sobre las bombas disponibles en la planta.
- Control del movimiento: El control del movimiento de bombas y motores se realiza mediante variadores de frecuencia. Actuando sobre la frecuencia de la red que alimenta un motor podemos variar su forma de funcionamiento, incluyendo consumos y caudales para el caso de las bombas. Los variadores tienen múltiples aplicaciones.
- Sistema fotovoltaico con baterías. Se dispone de una instalación fotovoltaica funcional con el objetivo de disponer siempre de energía eléctrica para procesos comunes.
- Sistema fotovoltaico sin baterías. Esta instalación está destinada al ensayo de motores y bombas trabajando directamente con energía solar sin el uso de baterías.
- Estación meteorológica con registro en tiempo real. Se dispone de una estación meteorológica avanzada con la que podemos registrar todas las variables meteorológicas del lugar en tiempo real.
- Recinto aislado. El recinto aislado se construyó de forma que se conoce la resistencia térmica y nos permite estudiar el comportamiento del calor con diferentes temperaturas exteriores. Dispone también de tres circuitos de tubos radiantes con el objetivo de analizar el comportamiento del recinto en función de diferentes variables.
- Analizadores de energía térmica en tiempo real. Son analizadores destinados a conocer la energía térmica que circula por el circuito primario y secundario.
