La modernización de los regadíos en España ha traído consigo un aumento significativo de las necesidades energéticas. Si bien la fotovoltaica es cada vez más popular como opción para suministrar energía, adaptar la disponibilidad de energía solar a la demanda de riego es un reto en numerosas ocasiones debido, principalmente, a la práctica del riego nocturno.
La Comunidad de Regantes del Valle Inferior del Guadalquivir está formada por más de 2.000 regantes y abastece una superficie de casi 19.000 hectáreas. En 2019, Powen anunció la construcción de la planta de autoconsumo agrícola más grande de España, de 6 MW, por encargo de la Comunidad. Pero, a día de hoy, solo el 52% de la energía consumida para el riego de la Comunidad procede de la planta solar propia, a pesar de que esta es capaz de producir casi la totalidad de la energía necesaria para los bombeos.
Investigadores de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba (UCO) han presentado el estudio “Defining the optimization strategy for solar energy use in large water distribution networks: A case study from the Valle Inferior irrigation system, Spain”, publicado en julio en Renewable Energy, en el que recogen las mejores estrategias para la autonomía y eficiencia energética en una comunidad de regantes.
Para el sistema del Valle Inferior, el estudio explora dos escenarios de optimización de la energía solar. El primero pretende optimizar el uso de la energía solar propia ajustando el actual horario de riego de 24 h a 8 o 12 h. El primero de ellos plantea un cambio en los hábitos de los agricultores, pues ajusta los horarios de riego para hacerlos coincidir con las horas diurnas, en las que se produce energía solar, y evita el riego nocturno. Este planteamiento, explica el equipo de investigación, representa un cambio de paradigma ya que tradicionalmente la Comunidad del Valle Inferior había apostado por el riego durante la noche por las ventajas que suponía: una tarifa energética más barata y unas temperaturas más suaves que reducían los niveles de evaporación del agua. Sin embargo, la bajada del coste de la energía asociado a la instalación de la planta fotovoltaica y la expansión del riego por goteo, que reduce el consumo de agua hasta un 60% en comparación con otros métodos convencionales al permitir una aplicación precisa que minimiza las pérdidas, invitan a los regantes a apostar por un cambio en sus rutinas.
El análisis concluye que este cambio –abandonar el riego bajo demanda de 24 horas y concentrar su uso en un espacio de entre 8 y 12 horas de sol– puede permitir aumentar el porcentaje anual de energía solar propia hasta el 98 % de la energía total consumida.
En el segundo escenario, los beneficios económicos se optimizan con la venta del excedente de energía solar. En este escenario, además de la disponibilidad de agua y el calendario de riego, el óptimo también depende de los precios de la energía.
Sin embargo, en España, vender energía solar y optimizar así los beneficios económicos de la inversión en una planta solar también depende de si se han recibido subvenciones para la construcción de la planta solar. En el caso del sistema de Valle Inferior, el exceso de energía solar podría venderse y optimizar así los beneficios económicos. Sin embargo, en los sistemas de riego que reciben subvenciones, no se puede vender energía solar durante los primeros cinco años de funcionamiento.
Así pues, se observa que la optimización difiere en función del objetivo de optimización, así como de la disponibilidad de agua y del calendario de riego utilizado. Hasta una asignación de agua de 3.000 m3 ha−1, el programa de riego de 12 horas fue, desde un punto de vista económico, el más beneficioso. En el caso de una asignación de agua de .6000 m3 ha−1, sin embargo, era más beneficioso volver a un programa de 24 horas. Esto se debió a la influencia de los horarios de las tarifas energéticas, ya que la energía era menos cara por la noche.
Por tanto, los resultados de la optimización difirieron dependiendo de si el objetivo de la optimización era el uso de la energía solar producida en el sistema o los beneficios económicos de la energía solar producida.
Además, se introdujo un tercer escenario que no se exploró empíricamente: el uso de las diferencias de altura para almacenar energía solar en forma de energía potencial. En este escenario, la energía solar podría utilizarse para bombear agua cuesta arriba, liberando posteriormente la energía durante las horas en las que no se dispone de energía solar o durante las horas punta de consumo energético.
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