OPTIMA: Optimització de la tecnologia fotovoltaica per a l’autoconsum en l’edificació

En un context marcat per la necessitat urgent de reduir el consum energètic i avançar cap a models més sostenibles, especialment en entorns comercials i industrials, el projecte OPTIMA neix com una resposta tecnològica d’alt impacte, no només orientada a millorar l’eficiència energètica de sistemes fotovoltaics, sinó també de fer-los adaptables i intel·ligents per maximitzar l’autoconsum i reduir la dependència de fonts energètiques no renovables.

En aquest marc, l’objectiu del projecte OPTIMA és desenvolupar diversos sistemes que, treballant de manera conjunta, aprofitin de la manera més eficient possible l’energia solar rebuda, aplicada a l’autoconsum en edificis. Es tracta d’un projecte de demostració que integra diferents tecnologies fotovoltaiques, mecàniques, electròniques i computacionals, així com la seva aplicació intel·ligent en edificacions, per demostrar que és possible una generació energètica neta i eficient, fins i tot en grans nuclis urbans fortament contaminats. Com a resultat del projecte, s’han desenvolupat diferents prototips dels diferents mòduls del sistema fotovoltaic.

Per exemple, respecte al panell fotovoltaic, el prototip proposat presenta la particularitat de captar energia per ambdues cares (bifacial), amb capacitat d’auto-orientació per seguir la trajectòria del sol, mitjançant un sistema electromecànic que es pot ajustar dinàmicament a les ombres que es produeixen sobre la mateixa coberta per tal de maximitzar l’energia total capturada per ambdues cares. Per altra banda, el projecte inclou el desenvolupament d’un prototip d’estació meteorològica de baix cost, que aporti informació per al control del seguiment solar en temps real. Respecte a la tecnologia de gestió d’energia fotovoltaica, el grup MCIA ha desenvolupat un prototip d’inversor amb tecnologia de semiconductors de darrera generació (SiC), caracteritzats per la seva alta eficiència energètica, que en combinació amb un sistema propi de sensors i comunicacions permet l’ús d’algoritmes de càlcul de seguiment optimitzats, que milloren el rendiment energètic del conjunt, alhora que monitoritzen el seu estat de salut per prevenir el funcionament en condicions no òptimes i, per tant, menys eficients.

Impacte

Aquest sistema presenta avantatges competitius respecte a les instal·lacions fotovoltaiques convencionals sobre coberta. En destaca una major producció d’energia elèctrica per unitat de potència instal·lada (kWh/kWp) i per unitat de superfície (kWh/m²), fet que permet maximitzar l’ús de les cobertes disponibles.

També ofereix un millor acoblament entre les hores de generació i les de consum, reduint així la dependència de la xarxa elèctrica i la necessitat de contractar potència addicional. A més, s’aconsegueix una eficiència superior en la conversió d’energia CC/CA gràcies a l’ús de dispositius electrònics Wide Band Gap (WBG) de darrera generació, amb un impacte directe en l’augment de la producció.

En la darrera fase del projecte, el Centre de Recerca MCIA ha implementat millores significatives en l’electrònica de potència, utilitzant transistors d’alt rendiment de carbur de silici (SiC), que gràcies a la seva reduïda conductivitat tèrmica, han permès assolir una eficiència energètica del 96% Paral·lelament, el centre ha desenvolupat una interfície de comunicació Modbus TCP-IP, que habilita la connexió amb la xarxa i la transmissió de dades al núvol, promovent solucions de monitoratge i la gestió intel·ligent del sistema en temps real.

Socis, pressupost i finançament

El projecte, amb una durada de 36 mesos (de setembre de 2022 a agost de 2025) i un pressupost total de 798.294 €, està coordinat per l’Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC), societat constituïda dins del Grup Institut de Finances de Castella-La Manxa, líder en tecnologies solars, i també hi participa la Fundació Eurecat.