Ruanda se encuentra en la región más pobre del mundo, el África subsahariana. A pesar de ello, está avanzando con soluciones de energía renovable sin conexión a la red para zonas rurales que podrían servir de modelo para economías similares.
Ruanda ha aprovechado su enorme potencial, aún sin explotar, de generación de energía renovable potencial para abordar el problema de cómo llevar energía a zonas remotas del país.
El enfoque adoptado parte de que extender la red eléctrica a zonas remotas está plagado de problemas. Es caro, los costes de transporte son elevados y el acceso es difícil. En el África subsahariana, la extensión de la red cuesta costes 23.000 dólares por kilómetro.
Un proyecto para dotar de fuentes fiables de energía renovable a clínicas de zonas remotas de Ruanda ha dado un paso más recientemente con la introducción de tecnología que mejora la distribución.
Generación a pequeña escala para zonas remotas
Los sistemas eléctricos sin conexión a la red, en los que la energía procede de fuentes renovables, ofrecen a Ruanda la posibilidad de aprovechar varios tipos de generación a pequeña escala.
Esto resulta más viable gracias al desarrollo de nuevas tecnologías que han revolucionado las posibilidades de hacer que estos sistemas sean muy resilientes y económicamente sostenibles. Algunos ejemplos son los contadores inteligentes con comunicación inalámbrica y tecnología sofisticada para la supervisión y el control detallados.
Ruanda está aprovechando avances como estos para resolver el problema de llevar electricidad a clínicas remotas.
El acceso ininterrumpido a la electricidad es un requisito fundamental para mejorar la atención en los centros de salud. Sin embargo, el acceso a la electricidad, tanto mediante la red como fuera de ella, sigue siendo uno de los grandes desafíos para los centros de salud rurales de la región. Una cuarta parte de los centros de salud no está conectada a ninguna fuente de electricidad. En promedio, tres cuartas partes de los centros no cuentan con una fuente fiable de electricidad. Esto conduce a una prestación deficiente de los servicios de atención sanitaria.
El 83 % de la población de Ruanda vive en zonas rurales. Esto hace que la atención sanitaria en estas zonas sea aún más importante. Y garantizar que los centros de salud tengan electricidad es vital.
Para superar este obstáculo, las fuentes de energía descentralizadas, como los sistemas fotovoltaicos , están ganando popularidad en las zonas rurales por su rentabilidad en comparación con la extensión de la red. Los sistemas fotovoltaicos convierten básicamente la energía solar en electricidad de corriente continua mediante materiales semiconductores. Sin embargo, no han demostrado ser adecuados para ajustar la oferta a la demanda porque:
Los centros de salud atienden por orden de llegada. Si siguen utilizando dispositivos electrónicos conectados sin una gestión adecuada, aumentará la probabilidad de apagones y los pacientes sufrirán.
La energía no utilizada cuando hay menos pacientes de los previstos también plantea un problema, ya que se desperdicia. Disponer de baterías para almacenar energía puede ayudar a reducir el desperdicio, evitar la escasez y gestionar los picos de demanda. Pero esta opción es cara.
El gráfico siguiente muestra la programación ad hoc de los servicios energéticos en clínicas de salud alimentadas por energía fotovoltaica. Entre t0 y t1, la demanda de energía supera la energía solar disponible. En el intervalo t1-t2 no hay carga. Esto hace que algunos servicios no se presten, que las baterías se utilicen innecesariamente y, por tanto, duren menos, y que el funcionamiento sea menos ordenado.
Los métodos actuales de programación muestran una utilización excesiva y una infrautilización de la energía generada por los sistemas solares.
La programación inteligente ha dado resultado
La programación inteligente se utiliza para ajustar el consumo de los servicios activos a la energía solar disponible. Así se reduce al mínimo el uso de baterías u otras fuentes de energía.
La idea que la sustenta es la siguiente: el controlador central estima el perfil solar diario de los paneles fotovoltaicos consultando información sobre la radiación solar en servidores en línea. Cuando un médico quiere realizar una operación que requiere electricidad, envía una solicitud al controlador central. Esta solicitud incluye el consumo de energía y la duración de la operación.
En nuestro prototipo, la decisión final recae en el sistema. Los distintos servicios tienen prioridades diferentes. Por ello, durante la planificación del sistema se puede asignar la máxima prioridad a un quirófano. Si se produce una emergencia y se incorpora un quirófano al sistema, se le asignará la máxima prioridad.
Pero es posible la intervención humana. El controlador central es un sistema fotovoltaico (FV) dentro de la clínica. Esto significa que un administrador de la clínica o el médico de mayor rango puede acceder al sistema, quitar algunos servicios de la lista y añadir otros.
El controlador central comprueba la energía solar disponible y las cargas que ya están siendo atendidas. Si hay suficiente excedente de energía, se confirma la solicitud y se suministra la energía. Si no hay suficiente, el controlador programa la solicitud para cuando haya energía suficiente. Esto puede ocurrir si aumenta la radiación solar y, por tanto, la generación, o si se interrumpe la carga de un servicio que ya estaba recibiendo energía.
De este modo, las instalaciones se utilizan de forma inteligente y la energía solar se aprovecha a medida que se genera.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Taha Selim Ustun es profesor adjunto de Ingeniería Eléctrica y Computación en Carnegie Mellon University.
Imagen: Se muestra un panel solar. REUTERS
