Energía verde, ¿cómo diseñar un ecoparque fotovoltaico?

La instalación de un parque solar fotovoltaico no es una tarea sencilla, por ello, Jorge Raúl Pérez Gallardo, catedrático Conacyt adscrito al Centro de Investigación en Matemáticas (Cimat), unidad Aguascalientes, desarrolló una estrategia que integra la modelación matemática con técnicas de selección y optimización, considerando múltiples criterios para ayudar en el proceso de selección del tipo de tecnología y diseño del parque más conveniente.

Bajo el título “Ecodiseño de centrales fotovoltaicas a gran escala”, esta estrategia se puede adaptar a otros tipos de espacios generadores de energía limpia.

Este modelo propone considerar y evaluar aspectos ambientales en las fases del ciclo de vida de la instalación —diseño, fabricación de componentes, instalación, generación y fin de vida útil— para que el factor sustentable forme parte de la toma de decisiones. El análisis incluye, además de los paneles solares, los principales sistemas que deben emplearse para la instalación de una planta fotovoltaica.

“El proyecto surgió de los trabajos que estaba desarrollando en el doctorado. Trata de conjuntar lo tradicional de la ingeniería, que son herramientas de optimización, de modelación de procesos, pero considera al mismo tiempo lo que son aspectos de sustentabilidad ambiental”, comentó Pérez Gallardo en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.

Para ello, el modelo matemático debe analizar el ciclo de vida de los componentes de la planta fotovoltaica, considerando los recursos naturales y materias primas que se utilizan para la fabricación de paneles solares, cables y estructuras. Además, se establece qué hacer con los componentes una vez que concluya su vida útil, pues generalmente cuando se realiza este tipo de análisis, se omiten los procesos de reciclaje y reúso de todos sus componentes.

Para la elaboración de este ecodiseño de centrales fotovoltaicas a gran escala, se incluyeron criterios clásicos y ambientales que ayuden dentro de la fase de toma de decisiones.

“Normalmente, en estos proyectos se considera el retorno económico, es un criterio que no podemos dejar atrás, pero también lo que son los criterios técnicos, como cuánto es lo máximo de energía que va a producir esa instalación. También el retorno energético, que es similar al retorno económico: en cuánto tiempo voy a recuperar la energía que yo utilicé para fabricar este tipo de componentes, considerando la energía que va a producir ese sistema”, señaló.

Impactos ambientales

Para analizar los impactos ambientales de productos y procesos, se empleó la metodología denominada life cycle assessment (análisis de ciclo de vida), misma que ya se encuentra normada por los criterios del ISO 14000. Dentro de la fase de análisis de emisiones, se utilizó otra metodología que es la Impact 2002+, esta permite hacer una valoración de las emisiones y categorizarlas en grupos para observar el impacto que tendrían.

“Lo que hicimos fue un modelo matemático global que agrupara todos esos aspectos. Extraer la información necesaria y ponerla en juego con el modelo para que creara los diferentes diseños, y después confrontar los diferentes diseños con las tecnologías para obtener la configuración que más se ajusta a las medidas del decisor”, explicó.

Para ello, debe alimentarse el modelo con datos sobre la dimensión del terreno donde se instalará el parque solar, la radiación directa e indirecta que se tiene en ese punto y las condiciones climáticas que se registran en promedio durante un año, entre otros, mismos que inciden en el proceso de valoración.

Como resultado, arroja una lista de diseños, cada uno contiene una descripción con distintos parámetros: número de paneles, grado de inclinación, separación entre filas y cantidad de dispersores. Posteriormente, las alternativas serán evaluadas para analizar cuál de las diferentes posibles configuraciones obtiene los mejores resultados en relación con los objetivos planteados para el parque solar fotovoltaico que se busca establecer.

“Como es un modelo que tiene muchos objetivos, no va a dar un mejor resultado, sino que va a dar series de resultados, entonces ahí lo que interviene es otra serie de herramientas de modelación matemática, sobre las preferencias que tienen los decisores, y ahora sí, con base en las ponderaciones y los tratamientos de los resultados, te da un ranking de acuerdo con las preferencias”, concluyó el investigador del Cimat.

Fuente: CONACYT.