La gestión inteligente de la energía en sistemas RAS simulados reduce el consumo de electricidad y las emisiones de carbono

Investigadores han desarrollado un sistema de gestión energética que podría ayudar a los sistemas de acuicultura de recirculación (RAS, por sus siglas en inglés) a reducir el consumo de electricidad y las emisiones de carbono, al tiempo que mantienen las condiciones del agua necesarias para la salud de los peces.
 

El estudio, publicado en Sustainable Energy Technologies and Assessments, combina energía renovable, almacenamiento en baterías y electricidad de la red con un modelo específico para cada especie que estima los niveles de oxígeno disuelto. El sistema ajusta el funcionamiento del aireador según las necesidades de los peces y la energía disponible, en lugar de depender de un funcionamiento continuo o de horarios fijos.
 

Utilizando datos experimentales del mero de Malabar, los investigadores desarrollaron un modelo de oxígeno disuelto que tiene en cuenta el tamaño y la alimentación de los peces. Posteriormente, integraron el modelo en un sistema de gestión energética que coordina la aireación con la generación solar y eólica in situ, el almacenamiento en baterías y la energía de la red eléctrica.
 

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En simulaciones realizadas durante un año, el sistema redujo el consumo de electricidad en un 17,8 % y las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con la electricidad en un 31,9 % en comparación con la aireación continua. Las simulaciones también demostraron que el oxígeno disuelto se mantuvo por encima del margen de seguridad establecido, mientras que el control optimizado del aireador ayudó a mantener niveles seguros de oxígeno durante los cortes de energía simulados.

'Nuestros resultados demuestran que los aireadores en las instalaciones acuícolas no deben considerarse simplemente como cargas eléctricas fijas', afirmó Akito Nakadomari, profesor adjunto de la Universidad de Saitama y autor principal del estudio. 'Desde la perspectiva de los sistemas de energía, la clave reside en comprender cómo el proceso que subyace a la demanda eléctrica determina cuándo y cómo se puede operar el equipo. Al incorporar la dinámica de estos procesos y los requisitos operativos a la gestión energética, podemos identificar y aprovechar una flexibilidad que permanece oculta. En este estudio, el oxígeno disuelto proporcionó el vínculo entre el funcionamiento del aireador y las condiciones seguras para la cría de peces, lo que permitió coordinar la aireación con la generación de energía renovable, el almacenamiento en baterías y la red eléctrica'.
 

Los investigadores afirmaron que los hallazgos sugieren que la flexibilidad en las operaciones de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) se puede mejorar no solo añadiendo equipos como baterías, sino también comprendiendo mejor los procesos biológicos que impulsan la demanda de energía.
 

'La flexibilidad del sistema se puede mejorar no solo añadiendo baterías u otros componentes, sino también comprendiendo los procesos que determinan la demanda de electricidad', afirmó Nakadomari. 'Este estudio utilizó oxígeno disuelto para demostrar el concepto, pero el funcionamiento de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) se rige por múltiples estados de proceso y requisitos operativos que interactúan entre sí. Al incorporar estas interacciones a la gestión energética, buscamos identificar una mayor flexibilidad sin comprometer la seguridad y la fiabilidad de la producción. Este mismo principio podría extenderse a otras instalaciones esenciales regidas por requisitos de seguridad, calidad o servicio'.
 

Los investigadores indicaron que en futuros trabajos se evaluará el marco en instalaciones de recirculación acuícola (RAS) de mayor tamaño, con especies acuícolas adicionales y en diferentes condiciones de operación. Asimismo, planean incorporar factores adicionales de calidad del agua y requisitos biológicos para ofrecer un enfoque más integral para la gestión del consumo energético en la acuicultura terrestre.

Fuente: Global Seafood