Suministro de agua de emergencia durante El Niño en Filipinas: solución A1000 + fotovoltaica + almacenamiento + red para producir agua las 24 horas

Resumen de la solución: Para preparar el suministro de agua de emergencia durante El Niño en Filipinas, en emplazamientos que ya disponen de red eléctrica y donde se pretende operar el A1000 las 24 horas, se recomienda priorizar la fotovoltaica, cubrir el déficit con la red y reservar el almacenamiento para los cortes, en lugar de dimensionar un sistema totalmente aislado. Tomando como ejemplo módulos de 650 W y 2384 × 1303 mm, el punto de partida presupuestario puede ser 100 módulos fotovoltaicos (65 kWp) + 150 kWh de almacenamiento de fosfato de hierro y litio; si se desea cubrir un corte de unas 12 horas, el almacenamiento puede aumentarse a 250 kWh. Esto no constituye una selección definitiva de equipos ni garantiza un suministro eléctrico ininterrumpido durante todo el año o una producción fija de agua.

1. Agua de emergencia durante El Niño: usos y límites de capacidad

La agencia meteorológica filipina PAGASA señala que El Niño puede aumentar el riesgo de precipitaciones inferiores a lo normal, sequía y períodos secos en algunas zonas, pero los tifones y otros sistemas meteorológicos aún pueden provocar lluvias intensas. Por ello, la planificación del suministro de agua de emergencia debe contemplar simultáneamente la escasez de agua, los cortes eléctricos, los vientos fuertes, el drenaje y el mantenimiento de los equipos; El Niño no debe interpretarse como un período de sol continuo.

El A1000 puede servir como fuente complementaria de agua, previa evaluación del emplazamiento, para puntos comunitarios de agua potable, escuelas, campamentos u otros lugares con necesidades prioritarias de agua. La sequía o la disminución de la humedad del aire también pueden reducir la producción de agua atmosférica; no debe promocionarse como una fuente ilimitada independiente del tiempo, ni sustituir sin verificación toda el agua de uso doméstico o agrícola de una comunidad.

2. Electricidad para operar 24 horas: la red cubre el déficit habitual

La potencia de entrada indicada en la documentación del A1000 es de 12,3 kW; funcionando continuamente a esa potencia durante 24 horas, el consumo de la unidad principal es de 295,2 kWh/día. Esta solución adopta provisionalmente un presupuesto de 13 kW y 312 kWh/día; los 0,7 kW adicionales son únicamente una reserva para equipos auxiliares. Los consumos propios reales de bombas, climatización del almacenamiento, controladores y otros equipos deben medirse y sumarse. La potencia documental no es una potencia media diaria verificada; los registros del contador del emplazamiento podrán utilizarse para optimizaciones posteriores.

• De día: la fotovoltaica alimenta primero la unidad principal y el excedente carga la batería conforme a una estrategia que mantiene un SOC de emergencia; la generación innecesaria se limita o se adopta una solución de conexión a red adecuada tras obtener la autorización local.
• De noche y con lluvia o nubosidad: la red cubre normalmente el déficit; no es necesario trasladar todo el consumo nocturno a la batería.
• Durante un corte: se aísla la red y un sistema de almacenamiento con capacidad de formación de red y compatible con la fotovoltaica alimenta las cargas críticas. Un inversor convencional conectado a red no puede seguir suministrando electricidad automáticamente durante un corte.
• Almacenamiento de agua: el agua producida se guarda en un depósito sanitario para amortiguar interrupciones breves de producción; el depósito no aumenta la capacidad diaria de producción de la unidad principal.

3. ¿Cuántos módulos fotovoltaicos de 650 W se necesitan?

Los recursos varían entre islas, ciudades y estaciones de Filipinas. La introducción de Energypedia al desarrollo fotovoltaico en Filipinas cita una referencia de recursos de aproximadamente 4,5–5,5 kWh/m²/día, que no puede utilizarse directamente como garantía para cada emplazamiento. Este presupuesto adopta 4,0 horas solares pico y un factor efectivo del 80 % entre la fotovoltaica y la barra de alimentación para comparar configuraciones; no representa el mínimo anual de Filipinas. El factor no incluye las pérdidas posteriores de transferencia a través de la batería; también deben comprobarse la orientación, las sombras, la temperatura, la limitación de generación y los consumos propios de los equipos.

Estimación de energía diaria = número de módulos × 0,65 kWp × 4,0 horas × 0,80.

La tabla compara cantidades totales, no la tasa real de autoconsumo, el porcentaje de ahorro en la factura ni una cobertura fotovoltaica garantizada. Con 100 módulos, incluso si se aprovecha toda la generación y se ignoran las pérdidas posteriores, la red seguirá aportando al menos unos 104 kWh diarios; si hay excedentes fotovoltaicos al mediodía, la batería está llena o la reserva de emergencia impide desplazar suficientemente la energía entre horarios, el consumo de red será mayor. Si no existen otras cargas diurnas, deben simularse hora a hora las opciones de 80–120 módulos para evitar grandes recortes de generación por perseguir una mayor potencia instalada.

La superficie de cada módulo es 2,384 × 1,303 = 3,106352 m². Los 100 módulos tienen una superficie neta de 310,6 m²; a efectos presupuestarios puede reservarse inicialmente unos 405–500 m². Para 120 módulos, la superficie neta es de 372,8 m² y se reserva provisionalmente unos 485–600 m². La reserva se estima con un factor de aproximadamente 1,3–1,6 y no es una norma universal de distribución; los pasillos contra incendios, la resistencia a los vientos de tifón, la capacidad portante estructural y las distancias para mantenimiento requieren diseño específico del emplazamiento.

4. Con red eléctrica, la batería se dimensiona según la duración del corte

Esta solución utiliza el almacenamiento principalmente como respaldo ante cortes y ya no presupone la necesidad de una batería de 300 kWh para cubrir toda una noche de consumo normal. Se adoptan como hipótesis presupuestarias una profundidad de descarga del 90 %, una eficiencia de descarga de batería a corriente alterna del 94 % y una capacidad remanente del 90 %:

Capacidad nominal necesaria = 13 kW × horas de respaldo ÷ (0,90 × 0,94 × 0,90).

Con esas hipótesis, 150 kWh proporcionan aproximadamente 114,2 kWh en corriente alterna y permiten alimentar una carga de 13 kW durante unas 8,8 horas; 250 kWh permiten unas 14,6 horas. Todas estas duraciones parten de una carga completa y de la posibilidad de aprovechar íntegramente la ventana de SOC definida; un SOC inicial bajo, cargas adicionales o una degradación mayor las acortarán. El 90 % de capacidad remanente es solo un punto presupuestario, no una garantía al final de la vida útil. La fotovoltaica durante un corte puede prolongar el funcionamiento, pero la capacidad de respaldo no depende de que necesariamente haya sol.

La estrategia de control debe mantener un SOC de emergencia y definir qué capacidad se utiliza para el desplazamiento habitual del consumo y cuál para los cortes. Si se descarga la batería por completo cada noche, no se puede prometer al mismo tiempo un respaldo íntegro de 8 horas ante un corte a primera hora de la mañana siguiente. Si se requiere energía de emergencia disponible en todo momento, debe considerarse un margen adicional de SOC o una capacidad reservada independiente.

5. Compatibilidad eléctrica en Filipinas: verificar primero los 60 Hz y la tensión trifásica

La documentación técnica de Meralco recoge 60 Hz y niveles de suministro que incluyen 400/230 V y 460 V, pero sus condiciones de servicio no pueden extrapolarse a todos los emplazamientos del país. La documentación actual del A1000 corresponde a distintas configuraciones de suministro: 380–400 V/50 Hz o 440–460 V/60 Hz. Si el emplazamiento dispone de 400 V/60 Hz, no puede asumirse directamente la compatibilidad con ninguna versión actual; el proveedor debe confirmar por escrito el modelo o la solución compatible. Un transformador convencional no cambia la frecuencia, y tampoco puede considerarse cualquier dispositivo de conversión de frecuencia una garantía de compatibilidad de toda la máquina.

• Confirmar que existe una acometida trifásica utilizable, no solo una alimentación residencial monofásica; la capacidad debe cubrir simultáneamente la unidad principal, los auxiliares y la recarga de la batería.
• La comparación de PCS trifásicos de almacenamiento o sistemas híbridos puede comenzar en la clase de 30–50 kW; la potencia continua, los kVA, la corriente de arranque del compresor y la duración de sobrecarga deben comprobarse individualmente, sin garantizar el arranque mediante un multiplicador fijo.
• Una potencia de módulos de 65–78 kWp en corriente continua no significa que puedan conectarse íntegramente a un único inversor de 30 kW. Verificar por separado la entrada fotovoltaica, la corriente MPPT, la potencia de carga y la compatibilidad en funcionamiento aislado.
• La transferencia durante un corte requiere aislamiento reglamentario, protección antiisla, puesta a tierra y protecciones; la posibilidad de conmutación sin interrupción debe validarse mediante las prestaciones del sistema y el tiempo de interrupción admisible de la unidad principal. En caso contrario, se debe diseñar una parada controlada y un rearranque retardado, sin afirmar que no habrá interrupción.
• La conexión a red, la limitación a cero vertido o la exportación de electricidad deben someterse a una comprobación de los requisitos de la compañía eléctrica por parte de un instalador local cualificado; este texto no promete autorización de vertido ni ingresos.

6. La producción de agua de emergencia y el depósito requieren verificación independiente

El A1000 pertenece a la categoría de capacidad de 1000 L/día y produce 965 L/24 h en las condiciones de referencia de 30 °C y 80 % de humedad relativa; esto no es una garantía para cualquier ambiente en Filipinas. La producción diaria utilizable debe determinarse según la humedad mínima de la estación seca, la temperatura, la ventilación y los registros de funcionamiento continuo. Que la alimentación eléctrica permita operar durante 24 horas no equivale a producir de forma fija 1000 L al día.

El depósito de agua debe seleccionarse según la demanda diaria real de emergencia, el tiempo de reserva previsto y las condiciones de limpieza, desinfección y renovación del agua; por ejemplo, con un consumo real de 1000 L diarios, una reserva de 2 días equivale a 2000 L netos utilizables, pero la posibilidad de reponerlos a tiempo depende de la producción medida. El uso potable requiere verificación de la calidad del agua y gestión higiénica; una lectura de TDS por sí sola no demuestra la seguridad para beber. Se recomienda mantener también una fuente externa de agua de emergencia y un plan de distribución.

7. Se recomienda comparar primero dos configuraciones

Estas dos opciones se plantean para su comparación partiendo de la disponibilidad de red, no de una duración de respaldo ya fijada por el usuario. Si los cortes son muy infrecuentes, puede reducirse aún más el almacenamiento; si suelen durar 24 horas, debe aumentarse el almacenamiento o añadirse un grupo electrógeno y recalcular la capacidad de recarga. Los 200–220 módulos y 300 kWh de almacenamiento considerados anteriormente para un sistema totalmente aislado dejan de ser la recomendación predeterminada de este proyecto, aunque las configuraciones mayores pueden evaluarse por separado para objetivos de mayor cobertura fotovoltaica o autonomía más prolongada.

Preguntas frecuentes

Siguiente paso: confirmación del emplazamiento

Se necesitan la ciudad concreta de Filipinas, la compañía eléctrica, la tensión y frecuencia trifásicas del emplazamiento, la capacidad eléctrica disponible, la duración habitual de los cortes, la superficie de instalación, la temperatura y humedad de la estación seca y el consumo medido del A1000. Para determinar el número de módulos en serie y paralelo se requieren los valores completos de Voc, Vmp, Isc e Imp y los coeficientes de temperatura; no puede definirse únicamente con los 650 W y las dimensiones.

Fuentes: Información meteorológica y avisos sobre El Niño de PAGASA; Introducción a los recursos para el desarrollo fotovoltaico en Filipinas; Explicación de las tensiones de suministro de Meralco; Documentación técnica de Meralco sobre calidad de la energía; Especificaciones del A1000. Todas las eficiencias, potencias auxiliares y reservas de superficie son hipótesis de la solución, no conclusiones de mediciones en el emplazamiento.

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