Colectores termosolares ‘inteligentes’ que trabajan para una Agenda 2030 común

Si se observa la realidad política de las últimas décadas en cualquier lugar del mundo se ve claramente cómo las coaliciones entre distintos organismos, países o partidos es un hecho frecuente para poder lograr objetivos comunes y avanzar en agendas que benefician a todos.

Vista aérea de la Plataforma Solar de Almería donde se han realizado los ensayos / vía Wikimedia Commons

La Agenda 2030 es fiel reflejo de cómo los humanos podemos asociarnos a nivel global para lograr retos que nos benefician a todos. De esta manera, algo que no podemos conseguir de manera individual se obtiene al sumar recursos desde distintos orígenes.

Esto es lo que en matemáticas se llama enfoque coalicional. Si además los retos y caminos que se siguen para obtenerlos no están controlados de manera centralizada, es decir, desde un solo punto de poder, se habla de ‘asistencia de dinámica de población’. Así, cada organismo, país o partido tiene la suficiencia para resolver sus problemas de manera autónoma, pero informa al resto sobre cómo evoluciona en la consecución de la meta común.

El equipo de la Universidad de Sevilla responsable del estudio.

Éste es el modelo que propone un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla, ubicado en el Parque Científico Tecnológico Cartuja, la Universidad Politécnica de Cataluña y la Universidad de los Andes de Colombia en un artículo publicado en la revista Applied Energy, pero aplicado a las máquinas que se gestionan en una planta termosolar.

Con él se mejoran los cálculos que se requieren para un correcto funcionamiento con los mínimos recursos posibles. En este trabajo, incluido en el proyecto ‘OCONTSOLAR’ del programa H2020 del Consejo Europeo de Investigación, los expertos analizan y optimizan la interacción de los controladores en los sistemas para aumentar su eficiencia, reducir los tiempos de espera y ampliar la capacidad de respuesta.

Plantas termosolares ‘inteligentes’

Las plantas solares transforman la luz en electricidad mediante paneles fotovoltaicos. Sin embargo, las termosolares utilizan espejos que concentran el sol en un punto concreto. La gran ventaja de este tipo de energía renovable es que el calor se puede acumular y utilizarlo en el momento que exista demanda energética. Además, son más estables y predecibles.

El modelo propone que cada colector de las plantas termosolares funcione de manera independiente, aunque conectados y

Para maximizar la producción de energía eléctrica y minimizar el coste, las plantas solares utilizan modelos de control predictivo (MPC) en el manejo de los colectores. Estos sistemas permiten que los ajustes se realicen de forma automática, según sean las necesidades de cada momento partiendo de unas previsiones definidas con anterioridad, como podría ser el cambio de los ángulos de inclinación o la orientación de los espejos y la potencia o la temperatura deseada.

¿Máquinas que funcionan como la política?

El modelo de control que proponen los investigadores se basa, de la misma manera que la política global, en la descentralización del campo incluyendo la técnica llamada asistencia de dinámica de población, basada en la idea de que las máquinas pueden funcionar como entidades individuales que interaccionan entre sí y con su entorno, de manera similar a los seres vivos. Frente a los habituales sistemas de predicción que agrupan a todos los colectores de una misma planta, los expertos proponen que cada uno funcione de manera independiente, aunque conectados y comunicados con los demás.

Así, cada problema que se pueda plantear se reduce en pequeños subproblemas que se resuelven de una manera más rápida. Esto hace que no sean necesarios grandes sistemas de computación, reduciendo, al mismo tiempo, los costes de producción. “La idea es dividir el campo total de colectores en pequeñas parcelas con un controlador local cada una pero que se comuniquen con el resto. Con esto se consigue una solución unificada, pero de manera descentralizada”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Eduardo Fernández Camacho, autor del artículo.

Partida ganadora

Además, los expertos incluyen los juegos evolutivos en la metodología. Se trata de una técnica de optimización, basada en la teoría de juegos, que afina los parámetros de un modelo de control predictivo (MPC) en la planta solar mediante la simulación de escenarios de juego con diferentes configuraciones que compiten entre sí. La que ‘gana la partida’ genera nuevas configuraciones en la siguiente ‘mano’. Este proceso se repite varias veces hasta que el sistema encuentra la configuración más óptima. Esta técnica permite considerar las variaciones diarias y estacionales de la radiación solar, la temperatura o humedad, que afectan a la producción de energía eléctrica. De esta manera, se mejora considerablemente la eficiencia y rentabilidad de las plantas.

Los expertos proponen probar la metodología en plantas solares mayores, ya que las ventajas de este enfoque de coalición y cooperativo con respecto al método centralizado se hacen más evidentes a medida que la central es más grande.

Lo mismo que ocurre con las grandes coaliciones internacionales de las cumbres ‘G’ (G7, G8, G20, G77…). Aunque pueda parecer que no existe relación entre los colectores, fruto de este estudio, y los partidos políticos, la correspondencia es clara y las matemáticas nos lo demuestran. Ambos tienen un objetivo común, un proceso de planificación y estrategia y requieren una gestión eficiente y efectiva de los recursos. Pero lo más importante de todo es que los dos tienen un impacto en la sociedad y en el medio ambiente y que trabajan conjuntamente por una Agenda 2030 real.