Bodegas Robles como caso de estudio de energía solar fotovoltaica
Artículo de Rosa María Laguna Ruz (Filosolar Association, Seville, Spain) y Nicolás Aranda Pérez (Greenartech S.L., Cordoba, Spain) incluido en la Encyclopedia of the UN Sustainable Development Goals, y relata cómo las instalaciones de autoconsumo pueden ayudar a la consecución de los mismos. Se expone la instalación fotovoltaica en una bodega de producción ecológica (Bodegas Robles) como caso de estudio para fomentar el desarrollo rural en países en vías de desarrollo, así como un proyecto de instalación en un centro médico en un país en vías de desarrollo, y se concluye que las instalaciones fotovoltaicas son una herramienta más para hacer uso y conseguir el desarrollo sostenible.
Instalación de autoconsumo de energía fotovoltaica en una bodega
El primer ejemplo elegido está relacionado con una instalación fotovoltaica de autoconsumo situada en una bodega de Montilla, provincia de Córdoba, en el sur de España. Esta región andaluza es reconocida por sus vinos y la peculiaridad de esta empresa es su producción ecológica. De esta manera, las uvas se nutren sin utilizar componentes químicos, siguiendo procesos naturales que contribuyen a mejorar la calidad del suelo. Por todo ello, la bodega es un ejemplo de sostenibilidad dentro del mundo de la viticultura y puede servir como ejemplo del uso de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo para los países en desarrollo.
Según el Banco Mundial (Banco Mundial 2016), la agricultura es crucial y representó 1/3 del producto interno bruto (PIB) mundial en 2014. La misma fuente indica que el 65% de los adultos que trabajan se ganan la vida mediante esta actividad económica. Por lo tanto, será vital la descarbonización de este campo así como la mejora del nivel de vida de esta población.
La bodega representa una de las muchas actividades agrícolas que participan en muchos países en desarrollo. Un alto porcentaje de este uso de la tierra se destina a actividades agrícolas, principalmente hortalizas, frutas, cereales, aceitunas y viñas, entre otras. Según el Research Institute of Organic Agriculture (Willer et al. 2020), de los 2,4 millones de productores ecológicos, más de tres cuartas partes se encuentran en países en desarrollo.
Esta bodega genera alrededor del 83% de su propia energía gracias a una instalación fotovoltaica en el tejado, en funcionamiento desde diciembre de 2018 (Equipo Técnico de Bodegas Robles 2020). Consiste en un inversor trifásico de 20 kW y paneles de 64320Wp. Estos están inclinados 30 grados hacia el sur.
El edificio de la Fig. 7 es donde se encuentran los depósitos. El vino se almacena en enormes tanques de cerámica o metal que pueden contener hasta 5-10 kilolitros. Esto es necesario para el proceso de fermentación, durante el cual el zumo de uva se convierte naturalmente en vino.
Hay una singularidad dentro de las instalaciones de las bodegas de vino, y es que un porcentaje relevante del consumo anual de energía se concentra entre agosto y septiembre debido a la temporada de cosecha. Es durante estos meses cuando se recogen las uvas y se elabora el vino. Gracias a la naturaleza de las instalaciones fotovoltaicas y al hecho de que la abundancia de irradiación y la escasez de calor son factores poderosos para aumentar la generación, estos dos meses son los de mayor generación (Fig. 8).
Las uvas suelen recogerse al final del verano, como se ha explicado anteriormente, aunque depende de la variedad de las cepas y de la climatología de cada año. Cuando los camiones salen de los campos, después de la recogida, llegan a la bodega para entregar su producto. Primero se pesan los camiones y se miden las diferentes propiedades de las uvas, luego siguen varios procesos de limpieza y filtrado para obtener el zumo. En estas etapas se utiliza maquinaria pesada, que requiere cierta cantidad de electricidad para funcionar, y la siguiente transformación del vino, que implica un mayor filtrado y bombeo de líquidos a través de las diferentes tuberías dentro y fuera de los tanques de vino.
Cuando la cosecha está terminada, la mayoría de las máquinas mencionadas anteriormente se detienen. La iluminación y refrigeración de los contenedores y tanques permanecen como fuentes de consumo primario dentro de la fábrica durante el resto del año.
Además, la bodega ofrece visitas culturales para mostrar el mundo de la vinicultura a los interesados, así como catas de vino. Esto es algo que hay que tener en cuenta, que se suma al uso total de la electricidad a lo largo del año.
Fuera de la temporada de cosecha, la electricidad no utilizada se distribuye a la red, lo que contribuye a aumentar el porcentaje de energías renovables dentro de la oferta energética.
Según su estudio de la huella de carbono, esta bodega está ahorrando 14 toneladas de CO2 al año gracias a esta instalación (Equipo Técnico de Bodegas Robles 2020). Este podría ser el primer paso de la transición a los recursos renovables dentro de este sector agrícola. Fue la primera bodega de la región que instaló un sistema fotovoltaico en el tejado; hoy en día, otras empresas de este sector están aplicando esta idea. En la figura 9 se muestra un detalle de la generación y el consumo desde diciembre de 2019 hasta abril de 2020.
También se puede apreciar que la generación es mayor en los meses de primavera que en los de invierno, debido a la habitual disminución del recurso solar en ese período del año. La peculiaridad de este gráfico es que el consumo total, mostrado en gris, disminuye durante marzo y abril. Esto está relacionado de alguna manera con la falta de actividad debido al COVID-19, que provocó la suspensión de las catas y visitas, así como limitó la actividad en el lugar. Sin embargo, el proceso de producción y almacenamiento de vino no se detuvo.
Finalmente, es interesante analizar que no toda la generación mensual de energía fotovoltaica se utiliza para el consumo, parte de ella va a la red.
Esto ocurre porque una célula fotovoltaica sólo genera electricidad durante las horas del día. En febrero y marzo sucedió que, durante las horas del día, el sistema fotovoltaico generó más energía que la necesaria para cubrir el consumo instantáneo; sin embargo, también se necesitaba electricidad en horas sin autogeneración, o mientras la autogeneración era menor que el consumo.
Las consideraciones monetarias y los costos no se incluyen en el ámbito del artículo, sólo una breve mención de que la implementación de la autogeneración implica una reducción de los precios de la electricidad para cualquier cliente doméstico o industrial, como puede entenderse a partir de las cifras mostradas anteriormente.
Como reflexión final, el tiempo de recuperación de una instalación media como la que se muestra aquí podría ser de apenas 5 años.
