Ante la necesidad de combatir el cambio climático, constantemente se están buscando posibles soluciones o alternativas, que sean efectivas y ayuden a cuidar al medio ambiente. Desde que la ONU y la Unión Europea determinaron caminos a seguir para disminuir las emisiones de dióxido de carbono, los distintos países fueron buscando medidas para lograr cumplir esos objetivos.

Entre la búsqueda de una energía más limpia y sana, nace la posibilidad de los sistemas de energía híbridos.

Qué son los sistemas de energía híbridos

Un sistema de energía híbrido es aquel que utiliza más de una fuente renovable para producir la energía. Es decir, que combina más de una fuente de energía, como puede ser el sol y el viento, por ejemplo.  En este caso, con los paneles solares y los aerogeneradores, se aprovecha la generación de energía tanto durante el periodo de mayor sol y de mayores vientos, para mantener el suministro eléctrico en funcionamiento continuo.

Sin embargo, estos sistemas no están ajenos en su totalidad de la red eléctrica, ya que cuentan con baterías aisladas, las cuales absorben excedentes de energía y la guardan en caso de que sea necesaria en algún momento; también presentan un grupo electrógeno como forma de “back up” o incluso pueden estar conectados directamente a la red de consumo eléctrico. Si la producción de energía no es suficiente, se puede utilizar electricidad para cumplir la necesidad.

Los sistemas de energía híbrida funcionan para minimizar las emisiones de dióxido de carbono a la atmosfera, sin lugar a dudas. La razón principal es que el grupo electrógeno no es la fuente de energía principal, sino que cumple una función secundaria o de refuerzo, la cual solo actúa en casos de necesidad, y no está en funcionamiento durante las 24 horas como lo haría de forma habitual con la energía eléctrica común.  Al utilizar recursos renovables e infinitos como fuente de energía, se reduce el consumo eléctrico y también se alivia la presión sobre la red de energía eléctrica, la cual ya se encuentra saturada.

Estos sistemas de energía se pueden utilizar para distintas funciones, teniendo en cuenta cuanta energía se desea producir y con cuanto espacio se cuenta para la instalación (este punto es importante, porque es necesario instalar dos tipos de generadores de energía, como por ejemplo un molino y un panel solar) entre los cuales están: infraestructura de comunicaciones,  actividades ganaderas con gran consumo energético de forma continua, usos industriales, electrificación rural y en menor medida, viviendas de familia.

Cuáles son las fuentes de los sistemas híbridos

Dentro de las posibles fuentes de energía renovable para el funcionamiento de los sistemas híbridos, se destacan tres: la energía solar, la energía eólica y la biomasa.

Energía Solar

La energía solar es una de las más conocidas, se basa en la utilización de paneles solares, los cuales absorben los rayos del sol y los transforman en energía eléctrica. El uso de la energía solar, o fotovoltaica como también se la conoce, aumento en enorme cantidad en los últimos años, sobretodo en España, con la eliminación del Impuesto al Sol. De a poco, los números de instalaciones de energía solar van creciendo, y son cada vez más los hogares que autogeneran su energía con paneles.

Para explicar su funcionamiento de forma sencilla, tomemos un hogar tradicional como ejemplo. El sol emana de manera constante energía gratuita que se desaprovecha. Esta situación puede cambiar si se instalan paneles solares en el tejado de la casa. La energía, de esta manera, ya no se desperdicia sino que se transforma en energía eléctrica al captar la energía solar con inversores. Toda la casa, entonces, podría funcionar con este tipo de energía. También se pueden conectar los aparatos electrodomésticos. Si se produce energía demás, no habría ningún problema, ya que se direccionaría a la red de electricidad. Si pasa lo contrario (es decir, si la energía no es suficiente para que toda la casa funcione bien), se puede utilizar la energía eléctrica tradicional si se lo desea.

Energía Eólica

Otra de las fuentes energéticas es la energía eólica, o la energía del viento. Este recurso renovable e infinito funciona con un molino de viento, una turbina o una vela, etc. El viento hace que las aspas giren y generen electricidad, la cual puede ser utilizada en el momento, o se puede recoger y transportarla hacia otro lugar. Por eso es que la energía eólica puede abastecer de manera remota.  Este tipo de energía funciona mejor en lugares con grandes vientos, y con gran cantidad de molinos (o el artefacto que se utiliza), por eso se crean los parques eólicos.

molinos viento

Sin embargo, en la actualidad, y para la utilización de los sistemas híbridos, existen los aerogeneradores. Se trata del sucesor del molino de viento, funciona transformando la energía cinética del viento en energía mecánica, a través de una hélice, y luego en energía eléctrica, gracias a un alternador.  La ventaja del aerogenerador es que viene en varios tamaños y es fácil de transportar. No hace falta instalar un enorme molino para aprovechar la energía eólica.

Biomasa

La biomasa es la tercera fuente de energía renovable más común dentro de los sistemas híbridos. La biomasa se genera a través de residuos vegetales, como maíz, caña de azúcar o remolacha, pero también de otro tipo de residuos, como animales, industriales y agrícolas, e incluso de zonas urbanas.

La biomasa permite crear el biocombustible a base de etanol, aunque también puede utilizarse de forma directa para generar energía, como si fuera leña o carbón. Al ser neutra en carbono, durante su fabricación no se generan emisiones de gases del efecto invernadero, por lo que es una fuente de energía limpia y perfectamente utilizable.

Tipos de sistemas híbridos de energía.

Este tipo de generar de energía se hizo más popular en el último tiempo. También conocido como HRE por sus siglas en inglés (Hybrid Renewable Energy System), se pueden encontrar distintos tipos.

El primero de ellos es una mezcla entre energía eólica y biomasa. Esta combinación se suele utilizar en pequeños proyectos, pero los resultados han demostrado que la energía híbrida que se produce combinando estas dos fuentes de energía renovable, alcanzan para satisfacer toda necesidad eléctrica que presente una vivienda.

Un ejemplo de un sistema híbrido en su máxima expresión es el llamado Renewable Hybrid Power Plant, un sistema que pocos países poseen hasta el momento, entre ellos Estados Unidos.  Se trata de una central generadora de energía híbrida y renovable, que mezcla entre sus fuentes a la energía eólica, la biomasa, la energía solar e incluso el hidrogeno.

Ventajas y desventajas de los sistemas híbridos

Como todo sistema, la generación de energía híbrida presenta puntos a favor, pero también puntos en su contra, porque no existe el sistema perfecto. Dentro de las ventajas, e encuentra:

  • La utilización de fuentes renovables e infinitas como materia prima, las cuales son limpias y no contaminan.
  • Disminución de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero hacia la atmosfera.
  • Alivio en la presión de la ya saturada red eléctrica.
  • Al utilizar múltiples fuentes, si una falla o no puede ser utilizada (como puede ser un día sin sol, o sin viento), no se pierde por completo la generación de energía.
  • En caso contrario, cuando se pueden aprovechar todas las fuentes, se genera un extra de energía, el cual se almacena en baterías, que luego son utilizadas según la necesidad.
  • Los sistemas de energía híbridos no necesitan grandes mantenimientos. Los paneles solares solo necesitan una limpieza, mientras que los aerogeneradores un servicio periódico, para lubricar las piezas móviles y una inspección sobre la rotación.

Las desventajas no son muchas, pero entre ellas se encuentran:

  • Las condiciones climáticas son impredecibles, incluso los meteorólogos fallan, por lo que los sistemas de energía híbridos no pueden ser utilizados como fuente principal de energía en situaciones críticas, como un hospital.
  • Puede haber días en los cuales sea imposible generar energía a través de sus fuentes, y haya que recurrir a la red eléctrica tradicional.
  • Si no se genera suficiente energía, las baterías no se pueden cargar en el tiempo necesario para luego ser utilizadas.
  • En algunos casos, pueden resultar costosos en su instalación.

Avances y presencia de sistemas híbridos en España.

En España, los sistemas de energía híbridos comienzan a aparecer. En Zaragoza, se llevo a cabo la primera instalación publica de un sistema híbrido de energía fotovoltaica y térmica, el cual brinda electricidad y agua caliente.

Se trata del Parque de Bomberos 1 del barrio del Picarral de Zaragoza, y fue el primer edificio público en tener placas solares híbridas. Generalmente, las placas solares sirven para electricidad, o para calor, pero no simultáneamente. Esta es la gran ventaja que proporciona este sistema híbrido, permite realizar una múltiple función en menor espacio.

Respecto a los números, son veintiocho paneles solares híbridos, los cuales van a producir un ahorro de electricidad de 9618 kWh anuales, y a su vez 31.184 kWh en energía térmica. Traducidos en dinero, el ahorro es de 960 y 2.500 euros respectivamente. La instalación fue realizada por las empresas Endef y Dolmen Ingeniería. Tuvo un costo total de 50.800 euros y se calcula que la instalación evita aproximadamente la emisión de 19 toneladas de dióxido de carbono por año.

Por otra parte, ACCIONA Energía puso en marcha en Barásoain por primera vez una planta híbrida que almacena energía eléctrica dentro de baterías, dentro de un gran parque de energía eólica. La compañía también desarrolló un software de simulación que se utilizará en la planta, el cual obtuvo el Premio Eolo de Innovación 2017. Estas iniciativas promueven a la compañía como pionera en este tipo de avances tecnológicos.

Por otra parte, ACCIONA Energía puso en marcha en Barásoain por primera vez una planta híbrida que almacena energía eléctrica dentro de baterías, dentro de un gran parque de energía eólica. La compañía también desarrolló un software de simulación que se utilizará en la planta, el cual obtuvo el Premio Eolo de Innovación 2017. Estas iniciativas promueven a la compañía como pionera en este tipo de avances tecnológicos.

En la planta se aplican soluciones de almacenamiento con energía eólica conectada a la red, que permiten prestar servicios de tecnología con la finalidad de mejorar la calidad de la energía que se inyecta en el sistema. También se buscan que se equilibre la oferta y la demanda al mejorar la calidad de los servicios que se prestan.

Además, hay otra empresa que también parece interesarse en los sistemas de energía híbridos: su nombre es Siemens Gamesa. Esta empresa es una de las principales fabricantes de turbinas en el mundo, por lo que ya está en el mundo de las energías renovables, pero hasta ahora solo en la eólica.  El propio director de Tecnología de la compañía, Sr. Antonio de la Torre Quiralte, fue quien dijo que planean seguir comprometidos en el mercado eólico, pero también apostar en sistemas híbridos con energía solar y almacenamiento de energía.

“Como parte de nuestra estrategia comercial, existe un mandato claro de nuestro CEO y nuestro consejo de invertir en nuevas tecnologías, soluciones para el mercado que permitirán, muy pronto, la adquisición estable de energía renovable” fueron las palabras exactas del director.

Las baterías continuaran siendo la tecnología base de la compañía para los sistemas híbridos independientes y fuera de la red, cuyas capacidades de almacenamiento varían entre 500 kilovatios-hora y 50 megavatios-hora para el equilibrio de la planta eólica y fotovoltaica en tierra. Sin embargo, Siemens Gamesa también busca expandirse, con la utilización de un sistema de almacenamiento térmico, llamado Future Energy Solution, que permite almacenar cantidades de energía muchos mayores.

Conclusión.

Frente a la lucha contra el cambio climático, toda opción que ayude a disminuir las emisiones de dióxido de carbono y gases del efecto invernadero son bienvenidas. Bajo esa premisa, los sistemas híbridos de energía son una opción viable, cuya funcionalidad y resultados ya fueron probados. La utilización de recursos renovables e infinitos, como el sol o el viento, es una ventaja enorme que brindan estos sistemas, ya que producir energía sana y sin contaminación es el objetivo de cara al mejoramiento del medio ambiente.

De a poco, y con los avances tecnológicos, los sistemas híbridos comienzan a aparecer, tanto en España como en todo el mundo. Es claro que su proyección de cara al futuro, es positiva y se espera un gran crecimiento.