Comunicación presentada al II Congreso Smart Grids:
Autores
- Juan Antonio Imbernón, Director Eficiencia Energética, Aqualogy
- Baptiste Usquin, Product Manager Eficiencia Energética, Aqualogy
Resumen
Aqualogy es la marca global de soluciones integradas del agua. Las tuberías principales de las redes de distribución de agua tienen, en muchos casos, un exceso de presión estática que ha de ser disipada sin aprovechamiento. El objetivo de los Sistemas de Generación Hidráulica (SGH) es utilizar esta energía hidráulica para generar energía eléctrica. El objetivo fijado es la recuperación energética del 100% del potencial energético (Referencia en la ciudad de Murcia). En aprovechamientos de menor entidad, los SGH permiten alimentar sistemas aislados de monitorización de datos de red solventado así la imprescindible alimentación energética de los mismos para una adecuada gestión de la red.
Introducción
Aqualogy es la marca global de soluciones integradas del agua. El agua es un bien esencial para una buena calidad de vida y el bienestar de nuestra sociedad, a la vez que es un recurso básico de la economía productiva en todos los continentes. Su escasez y la necesidad de una adecuada gestión plantean serios desafíos, a los que desde Aqualogy respondemos aportando soluciones inteligentes, innovadoras y comprometidas con el desarrollo sostenible.
Los sistemas de generación hidráulica (SGH) desarrollados por Aqualogy están especialmente diseñados para materializar la recuperación energética óptima para cada casuística, a partir del aprovechamiento de las condiciones hidráulicas H-Q particulares de cada emplazamiento.
Las tuberías principales en los sistemas de transporte, distribución y suministro de agua tienen, en muchos casos, un exceso de presión estática. Este exceso es disipado mediante distintos métodos, como válvulas reguladoras de presión o depósitos intermedios de rotura de carga, con el fin de ajustar el nivel de presión a la curva de demanda del sistema en cuestión. El objetivo de los SGH es utilizar esta energía hidráulica para generar energía eléctrica ya sea para autoconsumo o para venta.
Tecnología y soluciones
Minihidráulica
La experiencia adquirida por Aqualogy y, en general, por todo el Grupo Agbar en la gestión del ciclo integral del agua es extensa y ello permite aplicar estas tecnologías altamente eficaces y versátiles.
El conocimiento de las redes de distribución así como de las diferentes tecnologías de turbinado ha favorecido la creación de un amplio abanico de productos englobados bajo la denominación Sistemas de Generación Hidráulica (SGH). Aunar este conocimiento, permite realizar un análisis global de la operativa de una unidad de abastecimiento integral, dotando a la solución de una perspectiva de conjunto, no centrada exclusivamente en el análisis de un emplazamiento.
Los beneficios son evidentes, no sólo a nivel económico, ya que el término medioambiental juega un factor importante con una fuerte repercusión social fundamentada en las cualidades renovables de la energía hidráulica. El impacto medioambiental de las instalaciones es muy positivo por la reducción de emisiones de CO2 debidas a la sustitución de energías convencionales por renovables.
Gracias al know-how adquirido en el sector, Aqualogy tiene la capacidad de llevar a cabo el análisis y estudio detallado de emplazamientos, la redacción y ejecución de proyectos, así como la explotación y mantenimiento de las instalaciones en el ámbito minihidráulico. Cada proyecto minihidráulico contempla una solución única por lo que conlleva un tratamiento personalizado. Conseguir esta solución única no es tarea fácil y requiere de un trabajo de alto valor profesional en el que es fundamental la experiencia y la trayectoria de seriedad y responsabilidad que ha caracterizado a Aqualogy en estos años.
Con esto podemos afirmar que Aqualogy ofrece una garantía como su socio para proyectos minihidráulicos totalmente contrastada a cualquier nivel demandado.
Picoturbinas: APT Systems
Otros procesos que se llevan a cabo en el transcurso del Ciclo Integral del Agua son los de medición, control y supervisión de infraestructuras asociadas al recurso objeto de explotación. Muchos de estos procesos se caracterizan por presentar consumos eléctricos básicos de pequeña entidad, habitualmente en emplazamientos localizados donde existe una problemática para las soluciones convencionales ya sea por el elevado coste de instalación, en el caso de necesitar una acometida eléctrica, o por la necesidad de mantenimiento y protección ante actos vandálicos y robos, en el caso de una solución solar FV.
En este sentido Aqualogy ha trabajado para desarrollar un Sistema de Picoturbinado (APT Systems) especialmente diseñado para satisfacer las necesidades energéticas de las demandas referidas en diferentes instalaciones y procesos vinculados al Ciclo del Agua, mediante el sistema inteligente Battery Charge. Esta tecnología proporciona el suministro eléctrico necesario y suficiente para el funcionamiento de los procesos vinculados al ciclo del agua a partir de la Recuperación Energética de las condiciones hidráulicas disponibles en el propio proceso.
La solución está constituida por el conjunto electromecánico picoturbina, generador y cuadro de control y protección. La hidráulica de turbinado ha sido especialmente modelada y diseñada para la recuperación energética optima de los parámetros hidráulicos H-Q disponibles. Dispone de un sistema de generación (producción) y un sistema de alimentación (consumo) independientes capaces de equilibrarse mediante la acumulación en baterías. De este modo la potencia de generación nominal es de 100W, siendo capaz de proporcionar una potencia de consumo pico de 400W.
Innovación y proyectos
El proyecto de investigación, el desarrollo y la aplicación de la optimización energética del agua en redes de distribución se enmarca en la mejora operativa de acuerdo con criterios de productividad, competitividad y mejora de rendimientos, en un contexto cada vez más competitivo. La propuesta de la innovación es una idea creativa que aporta valor dentro de distintas áreas estratégicas como son la económica, la ambiental y la de Seguridad y Salud.
El proyecto de optimización energética de la red de distribución de Murcia es un ejemplo de innovación tecnológica que debe considerarse especialmente por su exclusividad. El objetivo fijado ha sido el de la recuperación energética del 100% del caudal de suministro de agua potable de la Ciudad, mediante la implementación de distintas tecnologías disponibles particularizadas según la casuística de cada emplazamiento. Se combinan, en distintos emplazamientos, turbinas convencionales, bombas trabajando como turbina, acoplamiento directo de turbomáquinas o bombeo en línea.
Monitorización
El conjunto de parámetros básicos se encuentra supervisado por un sistema de monitorización web inteligente que registra los datos de los contadores principales, siendo capaz de sectorizar, con equipos remotos a los principales, dentro de cada subred de forma personalizada para cada caso. La implantación de estos sistemas de monitorización y control de consumos sectorizado permite disponer de información detallada en tiempo real, permitiendo una correcta toma de decisiones y la optimización con criterio objetivo. El aspecto diferencial de este servicio Aqualogy es la capacidad para analizar con criterio los datos registrados e integrar en una única plataforma multisite Electricidad, Agua y Gas.
Adaptación a la revolución smart
Esta iniciativa que se desarrolla para una necesidad real propia del ciclo integral del agua es fácilmente trasladable a un sinfín de situaciones y necesidades cada vez más comunes. La anunciada revolución de las Smart Cities está convirtiéndose en una realidad y, cada vez más, se dispone de sensores que aportan un gran volumen de información que el gestor tiene que saber recopilar, analizar y utilizar para aportar valor a la sociedad.
La multiplicación de estos sensores junto con la necesidad de aprovechar datos recientes (minutos o días en lugar de meses o años), hace que se multipliquen los puntos de consumo eléctrico descentralizados en ubicaciones donde no suele llegar la red eléctrica convencional.
Como ocurría en el propio caso del ciclo integral del agua, los costes para dar respuesta a esta necesidad de consumo aislada son elevados de modo que la instalación de la red eléctrica tradicional no permite dar una solución adecuada. Una solución innovadora, sostenible y simple de instalar es la generación descentralizada a través de estos sistemas picoturbinados en las redes de agua capaces de generar cantidades suficientes de energía para instalar telemedida o incluso pequeños actuadores que se necesitan para optimizar la gestión de los recursos.
Esta innovación ya es una realidad económica y ambientalmente ventajosa frente a las soluciones tradicionales que pasan por baterías, acometidas eléctricas u otros sistemas de generación in situ.
La revolución Smart ya está en curso, y nosotros preparados para acompañarla con soluciones simples, descentralizadas y ambientalmente sostenibles.
Referencias
En la ciudad de Murcia, los resultados de un estudio integral del conjunto de abastecimiento, unidos a la aplicación de tecnologías particularizadas para cada casuística en el terreno han permitido maximizar el potencial de generación hidráulica del conjunto alcanzando una recuperación anual de energía de 1,96GWh y una reducción de las emisiones contaminantes de 535 Tn CO2.
Futuro inmediato
La Confederación Hidrográfica del Guadalquivir ha apostado por la Tecnología Minihidráulica Aqualogy. La Dirección de Eficiencia Energética ha sido adjudicataria del Proyecto de Recuperación Energética para el aprovechamiento del potencial hidroeléctrico de la conducción de nueva ejecución que proporcionará el suministro de agua a los regantes de Granada. La tecnología SGH representa la solución óptima para la producción de energía eléctrica a partir del aprovechamiento de las condiciones hidráulicas disponibles en el emplazamiento. Los SGH garantizan la adaptación a condiciones de caudal variable en el escenario de conducción forzada en contrapresión de descarga.
Agradecimientos
Juan Carlos Torres y Simón Nevado (EMUASA), por su apuesta por las energías Renovables.
Referencias bibliográficas
- B.O.E. Real Decreto 661/2007. Actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
- Cortés, A., Pérez-García, J., Nevado, S., 2011, Optimization of the Micro-hydro Energy Recovery Plant “La Contraparada” using Pumps as Turbines (PATs). 4th Int. Congress of Energy and Environment Engineering and Management, Mérida.
- Cortés, A., Pérez-García, J., Nevado, S., Imbernón, J.A, 2012, Micro-hydro potential of the supply networks in the Territorial Area of Murcia. 1st Int. Congress Water, Waste Energy Management, Salamanca.
- Cortés, A., Pérez-García, J., Nevado, S., Imbernón, J.A, 2013, Energy Recovery in Water Cycle using Picoturbine Systems. Autoconsumption Applications. 5 Cases of Study. 5th Int. Congress of Energy and Environment Engineering and Management, Lisboa.
- IEA International Energy Agency (Key World Energy Statistics 2011).