Hibridar la digestión anaerobia con la energía fotovoltaica-térmica

Informe sobre la hibridación de la digestión anaeróbica con energía solar

Introducción

Científicos españoles han propuesto combinar plantas de digestión anaeróbica con paneles fotovoltaicos-térmicos y han descubierto que esta combinación puede alcanzar un LCOE de 0,045 dólares/kWh en varios lugares de Europa y Norteamérica.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
• ODS 13: Acción por el clima
• ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres

Metodología

Investigadores de la Universidad de Valladolid y la Universidad Politécnica de Madrid (España) han propuesto hibridar sistemas de producción de biogás y biometano a partir de la digestión anaerobia del estiércol bovino con energía fotovoltaica-térmica (PVT).

Descripción del sistema PVT

El sistema PVT concebido por el grupo está conectado a una caja combinadora con baterías, y se utiliza para hacer funcionar el digestor, las bombas, los mezcladores y la unidad de mejora del biogás. Esta última se utiliza para producir biometano y se apaga durante los periodos de bajos niveles de irradiación.

La energía térmica recogida por los paneles se utiliza para aumentar la temperatura del digestor hasta alcanzar unas condiciones óptimas de 35 ºC. A continuación, el calor se transfiere por una red de tubos, lo que permite que circulen el fluido caliente de los paneles solares y el fluido frío del interior del digestor anaeróbico.

Resultados

Mediante una serie de ecuaciones, el grupo de investigación ha evaluado la producción de la instalación en condiciones climáticas variadas en cinco lugares del mundo: Soria (España), Iowa (Estados Unidos), Odense (Dinamarca), Santa Catarina (Brasil) y Laixi (China). Sus valores de irradiación y las temperaturas del aire ambiente se obtuvieron a partir del software Solargis.

Los volúmenes anuales de biometano se situaron en valores entre los 14.107 m3 de Odense y los 29.607 m3 de Santa Catarina. La producción anual en Soria y Laixi es similar, con una media de 25.000 m3. En cuanto al uso de biometano en esas zonas, el ahorro anual de biometano fue de hasta el 65%.

Un análisis económico del coste nivelado de la electricidad (LCOE) relativo a 20 años de funcionamiento halló un valor medio de 0,045 dólares/kWh para las cinco ubicaciones. “El estudio económico reveló que la tecnología solar híbrida PV/T propuesta para mejorar el digestor anaeróbico convencional presenta un valor LCOE notablemente competitivo en comparación con otras tecnologías del sector energético”, señalaron los investigadores.

Conclusiones

Los científicos españoles han demostrado que la hibridación de la digestión anaeróbica con energía solar puede ser una solución rentable y sostenible para las explotaciones ganaderas aisladas. Esta combinación permite producir biometano de manera eficiente y reducir los costos operativos, contribuyendo así a los Objetivos de Desarrollo Sostenible relacionados con la energía asequible y no contaminante, la industria, la innovación y la infraestructura, las ciudades y comunidades sostenibles, la acción por el clima y la vida de ecosistemas terrestres.

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