es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de Bangladesh ha realizado un estudio de modelado técnico y económico de sistemas solares fotovoltaicos en los techos a lo largo de la línea MRT 6 del metro de Daca. Los resultados indican que la instalación de un sistema fotovoltaico de 20,38 MW puede satisfacer eficazmente la demanda de energía auxiliar y generar buenos beneficios financieros.
Como la primera línea de metro de Bangladesh, la MRT 6 tiene una longitud total de 21,26 km y entró en operación comercial a finales de 2022. Esta línea es elevada y conecta la estación Uttara North, en el norte de Daca, con la estación Motijheel, en el sur, con 16 estaciones a lo largo del recorrido.
El estudio empleó dos métodos de simulación complementarios: un modelado técnico de alta resolución estación por estación para las 16 estaciones y 5 instalaciones de depósito utilizando el software PVsyst; y una optimización técnico-económica del sistema híbrido fotovoltaico-red-batería mediante el software HOMER Pro. El autor de correspondencia, Rahat Redwan, señaló que esta es la primera vez que se combina un diseño fotovoltaico detallado a nivel de estación con una optimización híbrida basada en zonas, realizando un análisis de sensibilidad integral para un sistema de metro del sur de Asia.
Redwan explicó que el equipo planea avanzar en la investigación en varias direcciones, incluyendo la adopción de datos de medición de carga real de las estaciones en operación para reemplazar los horarios de funcionamiento hipotéticos utilizados actualmente, y explorar la integración fotovoltaica en los laterales de las vías y las guías elevadas, así como realizar una comparación técnico-económica más profunda de los productos químicos de baterías y las opciones de baterías secundarias en el contexto de aplicaciones de metro.
En el modelado con PVsyst, el equipo evaluó las 16 estaciones elevadas y 5 edificios de depósito dentro del depósito de Diabari, ubicado en Uttara, al norte de Daca. Después de deducir las áreas de techo transparente y reservar un 10% de pérdida de superficie, se determinó un área total de techo disponible de 250.469,61 metros cuadrados, de los cuales 60.347 metros cuadrados corresponden a las estaciones y 67.052,8 metros cuadrados a los edificios de depósito seleccionados. El modelado utilizó módulos fotovoltaicos monocristalinos de 595 vatios disponibles comercialmente y simuló la orientación de los módulos, la configuración del inversor, los efectos de sombreado y las pérdidas del sistema para estimar la generación anual de energía, la relación de rendimiento y la eficiencia general del sistema.
La simulación utilizó el conjunto de datos meteorológicos específicos de Daca (Rasa), que incluye parámetros como la irradiancia global horizontal, la irradiancia directa normal, la irradiancia horizontal difusa, la temperatura ambiente, la humedad relativa, la velocidad del viento y el factor de turbidez de Linke. El sistema está diseñado en modo conectado a la red, equipado con un sistema de almacenamiento de energía en baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO₄), que admite flujo de energía bidireccional, priorizando el autoconsumo, mientras que el excedente de energía se envía a la red nacional mediante un modelo de tarifa de alimentación. Se asumió una tasa de degradación anual del 2% para los módulos fotovoltaicos durante todo el ciclo de vida del proyecto.
El modelado finalmente determinó un sistema fotovoltaico con una capacidad total de 20,38 MW distribuido en 21 sitios (16 estaciones y 5 edificios de depósito), con una generación anual de energía superior a 25,5 GWh. Este sistema puede compensar una gran parte de la demanda de energía auxiliar del metro y reducir aproximadamente 235.297 toneladas de emisiones de CO₂ durante un período de operación de 20 años, generando beneficios ambientales significativos.
Redwan expresó su sorpresa ante la solidez económica en el ámbito del transporte público: el período de recuperación de la inversión del proyecto es de seis años, con una tasa de retorno de la inversión del 234,1%, un valor actual neto de 20,05 millones de dólares, y todo el proyecto se financia completamente con fondos propios, sin utilizar financiación mediante deuda.
El estudio también realizó una optimización por zonas utilizando HOMER Pro, dividiendo el corredor del metro en tres zonas: Zona A (Uttara), Zona B (Agargaon, Shewrapara, Kazipara) y Zona C (Motijheel, Universidad de Daca, Secretaría). Este enfoque de zonificación permite que el diseño del sistema se adapte localmente según la distribución de carga específica y las condiciones ambientales de cada zona. Entre ellas, la Zona B resultó ser la más rentable, con un valor actual neto de 1,63 millones de dólares y un costo nivelado de electricidad entre 0,063 y 0,125 USD/kWh. La Zona C tuvo un costo ligeramente mayor, pero logró la mayor reducción de emisiones debido a su mayor capacidad de integración de energías renovables.
Redwan añadió que, aunque la Zona C no está equipada con almacenamiento en baterías y depende completamente de la interacción entre la energía fotovoltaica y la red, aún alcanzó una proporción de energía renovable de hasta el 70%, mostrando el mejor rendimiento en emisiones entre las tres zonas. El análisis de sensibilidad reveló una fuerte interacción entre la tarifa de recompra de la red y la irradiancia solar, que determina conjuntamente si la configuración con o sin batería es más óptima; pequeños cambios en la tarifa eléctrica pueden alterar por completo la arquitectura preferida del sistema.
Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Energy Reports bajo el título «Towards sustainable urban transit: Design of a solar-powered metro rail system». En el trabajo participaron investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Ahsanullah (AUST) de Bangladesh, la Universidad Europea de Bangladesh, la Universidad de Negocios y Tecnología de Bangladesh (BUBT), la Universidad de Ingeniería y Tecnología de Rajshahi y el Instituto Militar de Ciencia y Tecnología.
