Investigadores de la Universidad de Isra (Jordania) han estudiado la viabilidad de un sistema de bombeo de agua alimentado por energía solar y eólica. En el desierto jordano, la escasez de agua superficial obliga a las comunidades a depender de fuentes subterráneas para el riego agrícola, el abrevado del ganado y el uso residencial. La mayoría de los sistemas autónomos de bombeo de agua (WPS, por sus iniciales en inglés) de la región funcionan actualmente con motores de combustión.
«Determinar la viabilidad de varios sistemas híbridos de energía renovable para alimentar estos sistemas es un paso importante que puede reportar importantes beneficios técnicos y económicos», afirma el equipo. «Además, no se ha realizado ninguna investigación especial para evaluar la viabilidad de integrar sistemas de energía renovable totalmente híbridos en las WPS de Jordania en zonas aisladas por el desierto y áridas».
El estudio de caso se centró en el consumo de la WPS de Al-Mudawwara. Al-Mudawwara es un pequeño pueblo del este de Jordania, cerca de la frontera con Arabia Saudí. La temperatura oscila entre 4 ºC y 36,7 ºC todo el año, y la radiación solar media mensual oscila entre 3,79 kWh/m2/día en diciembre y 8,54 kWh/m2/día en junio. La velocidad media mensual del viento varía entre 6,29 m/s en octubre y 9,15 m/s en junio.
El WPS funciona actualmente con gasóleo, con una demanda diaria de 40,71 kWh y una punta de 8,48 kW. Para evaluarlo, se simuló un HERS en el software HOMER bajo diferentes escenarios. El primer escenario incluía un generador diésel (GD) con una batería de almacenamiento (SB), el segundo incluía FV y SB, el tercero combinaba FV, GD y SB, y el cuarto incluía una turbina eólica (WT), GD y SB. En el último escenario se utilizaron FV, GD y SB.
En todos los escenarios, la fotovoltaica era monocristalina, de 315 W y una eficiencia del 19%. La potencia nominal del aerogenerador era de 10.000 W, y las baterías tenían una capacidad de 3.000 Ah. El sistema inversor tenía una potencia nominal de 5 kW, con un alternador de 12,5 kW. El sistema se optimizó para determinar el menor costo por kilovatio-hora de energía producida.
El sistema óptimo incluía 33 paneles solares, con un total de 10,18 kW, un WT de 10 kW, ocho baterías y tres inversores.
«El costo de la energía (CoE) de este sistema es de 0,241 dólares/kWh, su periodo de amortización es de 6,67 años y su costo actual neto (CPN) es de 59,611 dólares. La aplicación del escenario seleccionado condujo a la eliminación de todas las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), incluido el dióxido de carbono. El tipo de descuento nominal del 6,5% es adecuado para reducir el CPN y el CdE, según el análisis de sensibilidad. El CoE obtenido se encuentra dentro del rango típico de la región MENA. Además, el CoE unitario producido por las HRES de 0,241 dólares/kWh se sitúa dentro del rango medio».
Presentaron sus resultados en «A feasibility study of combining solar/wind energy to power a water pumping system in Jordan’s Desert/Al-Mudawwara village» (Estudio de viabilidad de la combinación de energía solar y eólica para alimentar un sistema de bombeo de agua en el desierto de Jordania, en la aldea de Al-Mudawwara), publicado recientemente en Environmental and Sustainability Indicators.
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