“Es posible entregar energía trifásica a partir de energía solar y baterías de litio, con el fin de descarbonizar las industrias pesadas”

Columna escrita por Manuel Ríos, CEO de WatGen

WatGen, es una Startup que crea continuidad operativa, sustentable, y eficiente. Así la empresa se propuso entregar energía trifásica solar en base a paneles y baterias de litio, con el fin de descarbonizar las industrias pesadas. Para ello se estudiaron distintas alternativas existentes. Luego de meses de análisis y cálculos, encontramos factible pasar a la etapa de prototipado, para lo cual, se testearon diferentes configuraciones de software para controlar y hacer más eficiente el consumo eléctrico, paneles fotovoltaicos, inversores y set de baterías de litio, una de los cuales pasó a ser el primer prototipo, llamado Atwatts 1.0.

Una vez armado el prototipo 1.0, se pivoteó la configuración con el objetivo de mejorar el Hardware y Software de los Inversores. La idea era entregar energía trifásica con un mayor amperaje. Para ello, se realizaron pruebas con máquinas de soldar eléctricas, las cuales son capaces de subir o bajar el amperaje para realizar su tarea. Lo que se logró, fue comprender la relación entre la energía entregada por el prototipo y el riesgo que existe al no aterrizar la generación solar fotovoltaica con voltajes, amperajes y vatios en bifásico y obviamente en trifásico. Con ello se aplicó en la configuración, instalar siempre una conexión a tierra equivalente, para que, además, el sistema sea seguro de usar.

Una vez logrado este primer prototipo del Atwatts 1.0, el equipo se propuso realizar el primer experimento de forma segura en las dependencias de WatGen, comenzando por lo más complejo descrito en la literatura, soldar al arco barras de acero, que además es una actividad fundamental para la industria pesada, a la cual le estamos proponiendo reemplazar los grupos electrógenos a diésel.

El experimento consistió en construir una reja de acero de 12 m por 30 m, con puntos de soldadura cada 10 cm. Con este experimento se esperaba llegar al límite del prototipo, recolectar información y realizar las mejoras que fuesen necesarias. Las pruebas fueron exitosas, tomando 4 horas en total para la construcción de la reja. La máquina de soldar trifásica conectada al Atwatts 1.0, tuvo un uso continuo y el consumo de energía no superó los 8 kW en todo el experimento, considerando que el prototipo cuenta con 6.9 kW en baterías y 9 kWh en paneles fotovoltaicos. Además, el software de eficiencia compensó las variaciones de amperaje, voltaje y hercios para que la máquina de soldar no sufriera desperfectos.

Con estos resultados, obtenidos en noviembre de 2021, conversamos con CTEC, con quienes logramos firmar un acuerdo de colaboración por 2 años para testear nuestra tecnología en su Parque de Innovación. El primer testeo, lo logramos al colaborar con la empresa Concreta S.A., realizando las pruebas en un entorno controlado el cual simula una obra de construcción. La energía eléctrica brindada por el Atwatts 1.0 instalado en el CTEC, fue utilizada en el proceso de construcción de la obra gruesa en hormigón de la casa DS 19 experimental denominada “Termomuro” perteneciente al Grupo Melón.

En el proceso de colaboración, estamos obteniendo datos interesantes del piloto, ya que marca un precedente en la construcción con hormigón, alineados con los ESG, la descarbonización y los ODS. Todos, objetivos que se han planteado las empresas de los rubros del cemento y construcción.

El piloto Atwatts 1.0 se estresó para ser comparado con un grupo electrógeno diésel y/o empalmes trifásicos que hubiesen sido necesitados para la obra, logrando tener los primeros usuarios fuera del entorno de laboratorio de las dependencias de WatGen.

Hemos monitorizado de forma remota 24/7 los consumos eléctricos de Concreta, obteniendo como resultados de prueba lo siguiente:

a) La construcción de la casa Termomuro, utilizando el Atwatts 1.0 tuvo un consumo hasta hoy de 85 kWh en los casi 5 meses, siendo que el piloto puede generar al día 12 kWh, 360 kWh por mes, 1440 kWh en estos casi 5 meses.

b) La construcción de la casa Termomuro ocupó menos del 17% de la capacidad del Atwatts en 80 días (20 días por mes).

c) En la construcción de la casa Termomuro, el Atwatts 1.0 ayudó a evitar la liberación de 30kg de CO2 a la atmósfera, que en las mismas condiciones para 150 casas, equivaldría a reducir en 3 toneladas de CO2 equivalentes.

d) El día que se consumió más energía, se utilizaron 8,9 kWh, y no disminuyó más de un 10% la energía almacenada en nuestro pack de baterías de Ion Litio.

e) Lo que nos sorprendió, es que para los trabajadores ha sido una mejora sin precedentes, cualitativamente hablando, de su calidad en el trabajo, al no estar «sufriendo» del ruido de un motor diésel en obra.

Dentro de los aprendizajes del piloto, uno de los más importantes fue validar que la potencia mínima a ofrecer para la industria de la construcción son 30kw/h en trifásico (el piloto en CTEC funcionó bien, pero su potencia máxima es de 6HP de potencia en trifásico, por lo que no fue posible usar las hidrolavadoras de más de 6HP).

Para solucionar este problema, hemos diseñado una versión 2.0 (Fig. 3), el cual posee  capacidad superior a la testeada hasta ahora. Además contará con un mejorado software de Inteligencia Artificial, el cual esperamos entrenar en condiciones similares a las del trabajo real con los clientes, para poder validarlo como una pre versión comercial, similar al representado en la Fig.4.