Laboratorio de ensayos
de tecnologías energéticas

Por
Sergio Corp Linares*,
Guillermo Quesada Ramos*
y Antonio González Prieto*

 

Una herramienta educativa y de experimentación de diferentes equipos y sistemas, para facilitar la adopción de políticas y estrategias energéticas bien fundamentadas.

En noviembre de 2006 se inauguró en el Centro de Gestión de la Información y Desarrollo de la Energía (CUBAENERGÍA) el Laboratorio de ensayos de energía solar térmica y fotovoltaica, fruto de una colaboración entre la ONG CUBASOLAR; la ONG KarEn, de Alemania, y CUBAENERGÍA. Este sistema se instaló en el Aula de Energía y está concebido para realizar actividades de investigación y desarrollo relacionados con el diseño y evaluación de equipos y sistemas solares, además de continuar impulsando el Sistema Integral para la Formación de Especialistas en Energía que ha estado aplicando el Centro desde hace cuatro años.

Actualmente, para lograr un verdadero desarrollo energético sostenible es imprescindible reducir la dependencia de la economía del petróleo y otros combustibles fósiles, tarea urgente según el concenso de los estudiosos del medio ambiente. Debido a las amenazas de un cambio climático global irreversible y otros problemas ambientales, no podemos seguir basando nuestra forma de vida en fuentes no renovables de energía, que continúan incrementando la contaminación ambiental y se van agotando.
El desarrollo energético debe tener las premisas siguientes:

• Obtener energía de forma económica, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
• Aprender a usar eficientemente la energía.
• Desarrollar tecnologías y sistemas de vida y trabajo que ahorren energía para lograr un auténtico desarrollo sostenible.

Aquí se exponen los primeros pasos de una actividad que se enmarca dentro de la gestión eficiente de la energía. Esta consiste en montar un laboratorio de ensayo de tecnologías energéticas renovables para evaluar diferentes equipos y sistemas, cuyos resultados permitan tomar decisiones adecuadas y trazar políticas y estrategias energéticas bien fundamentadas.

Principales actividades que se pueden llevar a cabo:

• Formación de especialistas.
• Servir de marco a las acciones de transferencia de tecnología.
• Cooperar en el fortalecimiento de capacidades.
• Evaluar sistemas fotovoltaicos y de calentamiento de agua con tecnologías nacionales e importadas.
• Emitir documentación científico-técnica, así como fichas técnicas y manuales de operación y mantenimiento.
• Complementar la infraestructura creada en CUBAENERGÍA para la divulgación científica y la gestión del conocimiento en temas de energía.
• Realizar encuentros entre especialistas e instituciones.

Energía solar térmica
El sistema de calentamiento de agua con energía solar permite evaluar y almacenar sus parámetros fundamentales. Además, facilita la lectura, a través de la pantalla de visualización, de la energía que se ha empleado en el calentamiento del agua en el colector solar e intercala, en la misma ventana, el valor registrado en el año y el acumulado, considerando el tiempo desde que la instalación fue puesta en funcionamiento.

El sistema incluye, además, un registrador de datos (Datalogger), un contador digital de parámetros con sus correspondientes sensores de temperatura y de flujo de agua, un sensor auxiliar de temperatura para medir la temperatura del colector, el adaptador V-BUS empleado para integrar la lectura del contador digital de parámetros con otro sensor de temperatura, un sensor de radiación solar incidente y el software Log-Term para PC con sistemas operativos basados en Win-dows 95/98 (Fig. 1).


Fig. 1. Esquema del sistema de calentamiento de agua con energía solar.

El calentador solar compacto instalado en el sistema es de procedencia italiana, marca Discoterm, con una capacidad de almacenamiento de agua de 135 L. El calentador está orientado hacia el Sur, con una inclinación de 23O. El área de captación es de 0,966 m2 y es capaz de suministrar agua caliente a una familia de 4-5 personas.


Fig. 2. Colector solar compacto instalado en CUBAENERGÍA.

Actualmente, este equipo provee de agua caliente a la cocina de CUBAENERGÍA (Fig. 2), lo que ha permitido obtener los beneficios siguientes:

• El mejoramiento de las condiciones de trabajo del personal de servicio del comedor.
• El fregado con agua caliente incrementa las condiciones higiénicas del servicio.
• Disminución de la cantidad de detergente utilizado.
• El ahorro energético ha crecido sistemáticamente desde su instalación.
• La disminución de la emisión al ambiente de CO2.

Energía solar fotovoltaica
El sistema fotovoltaico autónomo instalado alimenta dos computadoras, todos los equipos de monitoreo del sistema de calentamiento de agua con energía solar y del propio sistema fotovoltaico autónomo, un bombillo ahorrador con fines demostrativos y un ventilador de techo.

El sistema está constituido por diez paneles solares fotovoltaicos, un banco de batería, una pantalla de visualización, un registrador de datos, un sensor de radiación solar, un contador de energía de corriente directa, un regulador de carga, un inversor de corriente, un sensor de temperatura y un software Log-Term para PC con sistemas operativos basados en Window 95 y 98 (Fig. 3).


Fig. 3. Esquema del sistema fotovoltaico autónomo.

Este sistema solar fotovoltaico, en operación desde el 9 de marzo de 2007, se ha comportado de la manera siguiente, en los meses de marzo a abril de ese propio año:

• Energía eléctrica entregada a las baterías por los paneles fotovoltaicos: 43,2 kWh.
• Consumo eléctrico: 57,96 kWh.
• Potencia eléctrica máxima entregada a las baterías por los paneles fotovoltaicos (11 de abril, 11:17 a.m.): 328 W.

Esta experiencia constituye el primer paso en la operación de una instalación que permita evaluar equipos y sistemas de energías renovables, y sintetiza los esfuerzos de especialistas de CUBAENERGÍA en relación con la gestión de proyectos y actividades de colaboración internacional hasta el montaje y puesta a punto.

Actualmente las acciones principales están encaminadas a la acreditación y consolidación del laboratorio, y a la evaluación de su comportamiento sobre el criterio de incremento en la demanda. En un futuro a corto plazo debe desempeñar un rol de creciente utilidad en la toma de decisiones relacionadas con las tecnologías renovables importadas o fabricadas en Cuba.

El uso del sistema ya ha reportado al Centro los primeros beneficios cualitativos y cuantitativos, entre los que se encuentran los siguientes:

• Trabajo ininterrumpido, seguro y fiable de los sistemas informáticos y de adquisición de datos y monitoreo del laboratorio de ensayos.
• Suministro de energía eléctrica fotovoltaica a otras áreas clave del Centro (locales de trabajo y teatro).
• Contribución continua a la protección del medio ambiente por dejar de consumir energía de la red eléctrica nacional y evitar la emisión de CO2 a la atmósfera.


* Especialistas del Centro de Gestión de la Información y Desarrollo de la Energía (CUBAENERGÍA).
tel.: (537) 2062068.
e-mail: sergio@cubaeneria.cu