Suministro de energía fiable para sistemas de medición del viento

En muchas aplicaciones técnicas, los datos de medición fiables y continuos son importantes. Especialmente en el caso de sistemas de medición del viento —como LiDAR, sensores SODAR o mástiles de medición para registrar la velocidad, dirección y perfiles del viento — un suministro energético estable es crucial para campañas de medición significativas. Especialmente cuando las ubicaciones están alejadas de las redes eléctricas públicas, el suministro eléctrico es uno de los mayores desafíos.

¿Por qué necesitamos un suministro eléctrico autónomo para los medidores de viento?

Los manómetros de viento suelen instalarse en lugares remotos, como:

• Sobre posibles emplazamientos de parques eólicos,
• en un terreno difícil de acceder,
• Lejos de las conexiones eléctricas públicas.

No hay conexión a la red disponible, pero los dispositivos deben funcionar de forma fiable durante largos periodos de tiempo, a veces hasta 12 meses. Esto es absolutamente crítico, especialmente para mediciones continuas o a largo plazo, ya que las series de medición incompletas o fallidas afectan significativamente la evaluación de los datos.

Además, los medidores pueden tener consumidores adicionales (por ejemplo , calefacción) en invierno o a temperaturas extremas, lo que aumenta significativamente la demanda de energía y complica aún más el suministro.

Desafíos del suministro eléctrico fuera de la red

Las dificultades típicas para el suministro de energía de estos sistemas son:

• Sin opción de conexión eléctrica
  Muchas estaciones de medición se encuentran donde no hay conexión a la red eléctrica pública, lo que hace indispensable un suministro autosuficiente de energía. 
  
  
• Rendimiento solar fluctuante o insuficiente
  La energía solar depende únicamente del clima. En latitudes septentrionales, en invierno o cuando está nublado durante mucho tiempo, la fotovoltaica no siempre proporciona suficiente energía, especialmente cuando se añaden cargas adicionales como calefacción.
  
  
• Las pilas por sí solas a menudo no son suficientes
  Las baterías ofrecen almacenamiento, pero durante períodos largos sin energía solar, deben recargarse con frecuencia o simplemente no son lo suficientemente grandes para un suministro autosuficiente a largo plazo.
  
  
• Costes de mantenimiento y operación
  Los generadores fósiles, las baterías que necesitan cambiarse regularmente u otras soluciones temporales implican un alto mantenimiento y requisitos de personal, lo cual es caro y lleva mucho tiempo, especialmente en lugares remotos.

Solución: suministro autosuficiente de energía con pilas de combustible

Una solución moderna y eficaz a estos retos son las fuentes de alimentación basadas en pilas de combustible , especialmente como solución híbrida combinada con energía solar y almacenamiento en baterías.

¿Por qué pilas de combustible?

Las pilas de combustible generan energía eléctrica directamente a partir de un combustible químico (por ejemplo, metanol o hidrógeno), con alta eficiencia y bajas emisiones. Ofrecen diversas ventajas respecto a las fuentes de energía tradicionales fuera de la red.

• Funcionamiento independiente del clima
  A diferencia de los sistemas puramente fotovoltaicos, las pilas de combustible no dependen del sol ni del viento.
  
  
• Sin piezas móviles → alta fiabilidad
  Menos desgaste mecánico significa tiempos de funcionamiento más largos sin necesidad de fallos ni mantenimiento.
  
  
• Suministro continuo de energía
  Incluso con rendimientos solares muy bajos o en funcionamiento invernal, el sistema suministra energía de forma fiable a todos los componentes.
  
  
• Combinación posible con sistemas de almacenamiento de energía
  En configuraciones híbridas, la pila de combustible se encarga del suministro básico, mientras que la energía solar y la batería cubren picos de carga a corto plazo o almacenan el exceso de energía.

Estas propiedades hacen que las pilas de combustible sean un componente especialmente adecuado para el suministro eléctrico de sistemas de medición eólica fuera de la red que necesitan recopilar datos de forma fiable durante largos periodos de tiempo.

Escenario de solución ejemplar: suministro eléctrico autosuficiente de una estación de medición eólica

Un ejemplo práctico de fuente de alimentación autónoma combina varios enfoques:

Componentes del sistema

• Pila de combustible como principal fuente de energía
  proporciona energía continua independiente del rendimiento solar.
• Módulos fotovoltaicos para complementar
  cubre gran parte de la energía requerida durante el día y con buen tiempo.
• Almacenamiento en baterías
  amortigua las fluctuaciones de carga a corto plazo y permite un suministro eficiente energéticamente en picos de carga.

Cómo funciona en funcionamiento

Durante el día, la energía solar suministra una gran parte de la demanda. La energía excedente se almacena en baterías.
En tiempos de baja radiación solar o en invierno, la pila de combustible asume de forma fiable el suministro de energía, incluso para otros consumidores como los calefactores.
El sistema de almacenamiento de baterías garantiza un suministro estable durante las cargas pico y compensa las fluctuaciones temporales.

Ventajas de esta solución

Energía las 24 horas para sensores, registradores de datos, comunicaciones y periféricos.
Bajo mantenimiento durante campañas de medición de varios meses.
Alta fiabilidad operativa incluso en condiciones meteorológicas difíciles o en lugares remotos.

Este ejemplo ilustra cómo los sistemas híbridos modernos de pila de combustible pueden resolver de forma elegante y fiable los retos del suministro eléctrico fuera de la red en tecnología de medición, especialmente cuando soluciones clásicas como los generadores diésel o la energía solar por sí solas alcanzan sus límites.