Gestión de energía en ascensores con sistemas de almacenamiento y energías renovables

Resumen

En los últimos años, las principales empresas del sector de la elevación han estado trabajando en minimizar el consumo de sus ascensores y en hacer uso de fuentes de energías renovables con el fin de obtener productos más eficientes y sostenibles y contribuir en la descarbonización del sistema eléctrico europeo. El uso de sistemas de generación renovables permite reducir el consumo de energía desde la red, reduciendo así la factura de la luz de una comunidad. Sin embargo, el carácter estocástico de la generación renovable exige que el sistema integre también un sistema de almacenamiento de energía (baterías habitualmente) capaz de alimentar el ascensor durante los momentos de baja generación renovable. Al integrar una batería también se puede reducir la potencia contratada para la alimentación del ascensor ya que es la batería la encargada de suministrarla. El uso de paneles fotovoltaicos permite generar la energía necesaria para alimentar el ascensor, mientras que las baterías, permiten almacenar la energía generada tanto por los paneles cuando el ascensor no consume y no requiere esa energía, como por los viajes regenerativos del ascensor en los que tradicionalmente se quema ese excedente de energía y se pierde en forma de calor. Un ascensor con baterías y paneles fotovoltaicos necesita un gestor de energía avanzado que gestione la alimentación del ascensor, la carga de la batería, incluso en algunos casos, devuelva energía a la red eléctrica. El fin último de la gestión que integran estos sistemas es optimizar el uso de la energía minimizando el consumo de energía de la red eléctrica reduciendo así el coste de la factura del usuario final. Además, para optimizar el coste del ascensor, también es necesario tener en cuenta el uso que se le da a la batería, para evitar su prematura degradación. Esta gestión es un reto complejo debido a la aleatoriedad del consumo del ascensor, la aleatoriedad de la generación fotovoltaica y el diferente comportamiento de las baterías en función de su estado de carga y estado de salud, lo que hace imprescindible que la estrategia de gestión de energía sea capaz de adaptarse a lo largo del tiempo. Para abordar el reto de la optimización de la gestión de estos sistemas, en esta tesis se abordan diferentes etapas. En primer lugar, se optimizará el dimensionamiento de la batería y de los paneles fotovoltaicos. Esta optimización ha de realizarse en base a las características del edificio, con las cuales se estiman el tráfico y la generación de origen renovable (fotovoltaica). A continuación, tras dimensionar el sistema, se diseñará la estrategia de gestión de energía avanzada, optimizando el uso del sistema de almacenamiento de energía (batería) y la energía que se consume desde la red eléctrica. Finalmente, se presentan tres casos de estudio para mostrar la aplicación práctica de las estrategias de control desarrolladas junto con las principales conclusiones de la tesis.