OPTIMA: Optimización de la tecnología fotovoltaica para el autoconsumo en la edificación

En un contexto marcado por la necesidad urgente de reducir el consumo energético y avanzar hacia modelos más sostenibles, especialmente en entornos comerciales e industriales, el proyecto OPTIMA surge como una respuesta tecnológica de alto impacto. No solo está orientado a mejorar la eficiencia energética de los sistemas fotovoltaicos, sino también a hacerlos adaptables e inteligentes para maximizar el autoconsumo y reducir la dependencia de fuentes energéticas no renovables.

En este marco, el objetivo del proyecto OPTIMA es desarrollar varios sistemas que, trabajando de forma conjunta, aprovechen de la forma más eficiente posible la energía solar recibida, aplicada al autoconsumo en edificios. Se trata de un proyecto demostrativo que integra diferentes tecnologías fotovoltaicas, mecánicas, electrónicas y computacionales, así como su aplicación inteligente en edificaciones, para demostrar que es posible una generación energética limpia y eficiente, incluso en grandes núcleos urbanos fuertemente contaminados. Como resultado del proyecto, se han desarrollado distintos prototipos de los diferentes módulos del sistema fotovoltaico.

Por ejemplo, en lo que respecta al panel fotovoltaico, el prototipo propuesto presenta la particularidad de captar energía por ambas caras (bifacial), con capacidad de auto-orientación para seguir la trayectoria del sol mediante un sistema electromecánico que puede ajustarse dinámicamente a las sombras que se producen sobre la propia cubierta, con el fin de maximizar la energía total capturada por ambas caras. Por otro lado, el proyecto incluye el desarrollo de un prototipo de estación meteorológica de bajo coste, que proporciona información para el control del seguimiento solar en tiempo real. En cuanto a la tecnología de gestión de la energía fotovoltaica, el grupo MCIA ha desarrollado un prototipo de inversor con tecnología de semiconductores de última generación (SiC), caracterizados por su alta eficiencia energética, que, en combinación con un sistema propio de sensores y comunicaciones, permite el uso de algoritmos de cálculo de seguimiento optimizados, que mejoran el rendimiento energético del conjunto, al tiempo que monitorizan su estado de salud para prevenir el funcionamiento en condiciones no óptimas y, por tanto, menos eficientes.

Impacto

Este sistema presenta ventajas competitivas respecto a las instalaciones fotovoltaicas convencionales en cubierta. Destaca por una mayor producción de energía eléctrica por unidad de potencia instalada (kWh/kWp) y por unidad de superficie (kWh/m²), lo que permite maximizar el uso de las cubiertas disponibles.

También ofrece un mejor acoplamiento entre las horas de generación y las de consumo, reduciendo así la dependencia de la red eléctrica y la necesidad de contratar potencia adicional. Además, se logra una eficiencia superior en la conversión de energía CC/CA gracias al uso de dispositivos electrónicos Wide Band Gap (WBG) de última generación, con un impacto directo en el aumento de la producción.

En la última fase del proyecto, el Centro de Investigación MCIA ha implementado mejoras significativas en la electrónica de potencia, utilizando transistores de alto rendimiento de carburo de silicio (SiC), que, gracias a su baja conductividad térmica, han permitido alcanzar una eficiencia energética del 96%. Paralelamente, el centro ha desarrollado una interfaz de comunicación Modbus TCP-IP, que habilita la conexión con la red y la transmisión de datos a la nube, promoviendo soluciones de monitorización y la gestión inteligente del sistema en tiempo real.

Socios, presupuesto y financiación

El proyecto, con una duración de 36 meses (de septiembre de 2022 a agosto de 2025) y un presupuesto total de 798.294 €, está coordinado por el Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC), sociedad constituida dentro del Grupo Instituto de Finanzas de Castilla-La Mancha, líder en tecnologías solares. También participa la Fundación Eurecat.