Plan energético de un hospital materno-infantil

Abstract

Este proyecto aborda el diseño de un sistema de respaldo energético para un hospital materno-infantil situado en Tierra Santa, una región geopolíticamente inestable donde la fiabilidad de un sistema secundario eléctrico es fundamental para garantizar continuidad de suministro. La motivación surge de la necesidad de mantener operativos equipos vitales como incubadoras, respiradores o quirófanos. El estudio parte de la caracterización de la infraestructura hospitalaria, la climatología local y la demanda energética, estimada en torno a 4 GWh anuales, con una potencia pico de 900 kW.

El proyecto analiza distintas tecnologías de respaldo existentes: generadores diésel, sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), bancos de baterías, microrredes con generación renovable y cogeneración. A partir de este análisis de proyectos exitosos, plantea una solución híbrida que combina generación fotovoltaica sobre la cubierta del hospital (209,475 kWp instalados mediante módulos monocristalinos), un banco de baterías dimensionado para cubrir cargas críticas y esenciales (540 kW, 1 hora de autonomía) y la integración de generadores diésel ya existentes. Todo el conjunto es gestionado mediante un sistema EMS para optimizar la operación de los distintos recursos y reducir la dependencia de combustibles fósiles.

El análisis de viabilidad técnica y económica demuestra la coherencia de la propuesta, con un LCOE estimado de 100€/MWh y un periodo de retorno de inversión de aproximadamente seis años. Aunque el VAN resulta negativo, se justifica plenamente dado que el objetivo principal es cuidar la vida de los pacientes, asegurando la continuidad del servicio en el hospital. En definitiva, el diseño es escalable y replicable para otros centros de características similares y se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 3 y 9) al promover salud, bienestar e innovación en infraestructuras críticas.

This project addresses the design of an energy backup system for a maternal and child hospital located in the Holy Land, a geopolitically unstable region where the reliability of a secondary electrical system is essential to guarantee supply continuity. The motivation arises from the need to keep vital equipment such as incubators, ventilators, or operating rooms operational at all times. The study begins with the characterization of the hospital infrastructure, the local climate conditions, and the energy demand, which is estimated at around 4 GWh per year, with a peak power of 900 kW.

The project analyses different existing backup technologies: diesel generators, uninterruptible power supply systems (UPS), battery banks, microgrids with renewable generation, and cogeneration. Building on successful international experiences, it proposes a hybrid solution that combines photovoltaic generation on the hospital’s rooftop (209.475 kWp installed through monocrystalline modules), a battery bank sized to cover critical loads (540 kW, 1 hour of autonomy), and the integration of existing diesel generators. The entire system is managed by an Energy Management System (EMS) to optimise the operation of all resources and reduce dependence on fossil fuels.

The technical and economic feasibility analysis demonstrates the coherence of the proposal, with an estimated LCOE of 100 €/MWh and a payback period of approximately six years. Although the Net Present Value (NPV) is negative, this is fully justified since the primary objective is to safeguard patients’ lives by ensuring uninterrupted service in the hospital. Ultimately, the design is scalable and replicable for other facilities with similar characteristics and aligns with Sustainable Development Goals (SDGs 3 and 9) by promoting health, well-being, and innovation in critical infrastructures.