Vigo investiga como aprovechar la producción y almacenamiento de las renovables

El cambio climático y la contaminación han obligado a emprender una transición energética que, por el camino, devuelve dificultades técnicas que deben resolverse desde la ingeniería. La apuesta por las energías renovables es indudable, pero para su aprovechamiento se requiere de determinadas innovaciones que diferentes grupos de investigación de la Universidad de Vigo están trabajando actualmente.

Para hacer frente al cambio climático, es necesario dejar de usar combustibles fósiles (como el carbón o el gas) para producir electricidad, y empezar a usar más energía renovable, como la solar o la eólica. No es simple. El sistema eléctrico fue diseñado para funcionar con pocas grandes centrales que generan electricidad de manera muy estable. Al usar energías renovables, con muchos orígenes, que dependen del sol y del viento (más variables), se necesitan unos dispositivos llamados convertidores. Estos ayudan a conectar esta energía a la red eléctrica, pero al hacerlo, el sistema se vuelve más difícil de controlar, al ser más impredecible mantener constantes cosas como la frecuencia (que es clave para que funcionen bien los electrodomésticos) o la tensión (el "voltaje").

Este es uno de los campos de actuación del Grupo de Investigación en Tecnología de Electrónica de Potencia Aplicada (APET). Según explica el profesor Jesús Doval, la electrónica de potencia “es la rama de la electrónica que estudia la conversión de energía eléctrica mediante el uso de dispositivos electrónicos”. A día de hoy “está presente en un amplio rango de aplicaciones de niveles de potencia muy diferentes, desde aplicaciones de baja potencia como el cargador de un teléfono móvil a aplicaciones de potencia más elevada como en el sistema de propulsión de un barco, un generador eólico o una planta solar fotovoltaica”. Así, trabajan en colaboración con investigadores de otros países “en el diseño y desarrollo de accionamientos eléctricos tolerantes a faltas, temática que tiene gran interés en aplicaciones aeronáuticas o de vehículos eléctricos”, señala Doval.

Desde APET también colaboran con Navantia y Norvento en diferentes proyectos para el suministro de energía eléctrica en el sector naval.

En paralelo, el Grupo de Tecnología Energética (GTE) es un equipo multidisciplinar, con un bagaje de más de 20 años. El profesor José Luis Míguez Tabarés expone que el grupo trabaja “en el marco de la ingeniería térmica y energética, contribuyendo al desarrollo técnico y científico de Galicia con aplicaciones a las energías renovables, la industria y la eficiencia energética”. “Nuestra actividad se centra en la investigación en el campo de la tecnología energética, con un enfoque particular en los procesos térmicos, abarcando tanto el análisis experimental como el modelado y la simulación de sistemas térmicos, principalmente en las áreas de combustión de biomasa e hidrógeno”, añade.

En el ámbito de la eficiencia energética y las tecnologías renovables, desarrollan “metodologías de modelado y simulación que optimizan el diseño y operación de sistemas basados en fuentes renovables, abarcando tecnologías como la energía de la biomasa, solar térmica y fotovoltaica, la eólica o la geotermia”, detalla Míguez Tabarés. Complementan su investigación con el desarrollo de tecnologías avanzadas de gestión energética, incorporando inteligencia artificial, algoritmos de aprendizaje automático, redes inteligentes, almacenamiento energético y monitorización en tiempo real. Todo ello tiene aplicación en la eficiencia energética y sostenibilidad de la edificación de viviendas, por ejemplo.

Patente de filtro para calderas de pellets para no dañar la salud

El profesor José Luis Míguez Tabarés explica que desde GTE tienen en vigor una patente europea “de un filtro electrostático para retener micropartículas que se generan en la combustión de biomasa y que crean un problema de salud importante al acumularse en los pulmones y ser cancerígenas”. Este problema se acrecienta en los países de centro Europa como Alemania o Austria que emplean con asiduidad calderas domesticas de pellet. Este desarrollo está dentro del área de sostenibilidad ambiental, en la que el grupo investiga soluciones “para la reducción de emisiones en el sector industrial, desarrollando tecnologías de combustión más limpia, sistemas de recuperación de energía, y análisis de ciclo de vida para cuantificar impactos ambientales”, añade Míguez Tabarés. Estas actividades, indica el profesor, incluyen “el diseño y optimización de intercambiadores de calor, la evaluación de combustibles alternativos, y la modelización computacional avanzada (CFD) de procesos térmicos”.

Colaboración con Estados Unidos

El profesor de la UVigo, Jesús Doval, explica que actualmente el grupo APET colabora con el laboratorio NREL, perteneciente al Departamento de Energía de los Estados Unidos, en el diseño y desarrollo de estrategias de control de convertidores formadores de red tolerantes a faltas, temática de gran interés en sistemas eléctricos con gran penetración de fuentes de energía renovable. Diego Ríos, estudiante de doctorado de la Universidad de Vigo, realiza allí actualmente su estancia doctoral, que trabaja en la investigación de convertidores Grid-Forming (GFM), dispositivos que realizan una conversión de corriente continua a corriente alterna utilizando técnicas de control que emulan a los generadores síncronos.