Fuente: Global Energy Association
Junto con otras decisiones revolucionarias, la compañía eléctrica rusa Rosseti será la primera en crear un controlador para sistemas de bajo voltaje.
El proceso de transición energética avanza rápidamente en todo el mundo.
Por un lado, los sistemas de generación de múltiples recursos están comenzando a operar utilizando tanto energías renovables como fuentes tradicionales. Por otro lado, los sistemas energéticos se diferencian cada vez más en términos de escala de uso y capacidad de la energía que producen.
La microgeneración se está convirtiendo en un elemento en sí mismo en el sector energético, viviendo según sus propias reglas. Y dentro de estos sistemas, están surgiendo nuevos actores activos, prosumidores que al mismo tiempo actúan como consumidores y productores de energía.
El ejemplo más simple de estos actores son los propietarios de paneles solares en casas rurales que producen energía para sus propias necesidades y, en caso de excedentes, están preparados para suministrarla a una red general.
El controlador inevitable
Mantener el control y asegurar la confiabilidad de tales sistemas de niveles múltiples se ha vuelto cada vez más difícil. Y muchas empresas de energía están comenzando a invertir en diseñar e introducir sistemas especializados, controladores que unen en un solo objeto los equipos asociados con la microgeneración: unidades de almacenamiento de energía, prosumidores y simples consumidores antiguos.
Los sistemas de microgeneración modernos simplemente no pueden existir sin controladores. Esa es la opinión del galardonado con el premio Global Energy 2020, Nikolaos Hatziargyriou, director y profesor de la Universidad Técnica Nacional de Atenas.
“Los principales generadores distribuidos de energía renovable, como la fotovoltaica y las turbinas eólicas, necesitan convertidores electrónicos de potencia para conectarse a la red eléctrica”, dijo Hatziargyriou a Global Energy.
“Las baterías también necesitan controladores para conectarse a la red. Solo las turbinas eólicas muy antiguas se pueden acoplar directamente a la red, lo que provoca varios problemas. Estos ya no están instalados. . Entonces, teóricamente, algunas tecnologías antiguas de energía renovable (turbinas eólicas con máquinas de inducción acopladas directamente) podrían existir sin ellas, pero en la práctica la mayoría, por ejemplo, la energía fotovoltaica y las baterías no pueden … ”
El profesor Hatziargyriou señaló que muchas empresas (Siemens, ABB, SEL) ya producen controladores automatizados centralizados que optimizan el funcionamiento de una red eléctrica y que funcionan principalmente con redes de media y alta tensión.
“Seguro que la competencia en este campo es muy, muy alta. Sin embargo, dudo que tales tecnologías se hayan instalado en la práctica en redes de BT (baja tensión) más allá del nivel piloto”, dijo.
“Ha habido varios … esfuerzos de I + D en Europa, Estados Unidos y China y se han desarrollado varios proyectos piloto”.
Entonces, ¿Rusia y Rosseti están en tendencia?
Ya se ha establecido un consorcio especializado para el desarrollo de un controlador ruso de este tipo, incluido el centro de I + D de Rosseti, el Fondo “NIR” (Fondo Nacional de Desarrollo Intelectual) y Skoltekh (Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo). El trabajo está fletado por la sucursal del Centro Rosseti en la ciudad sureña de Belgorod.El trabajo se completará a fines de 2021.
El sistema reunirá componentes de microgeneración, incluidos equipos solares y eólicos con una capacidad de hasta 15 KW, dispositivos de almacenamiento de energía, vehículos eléctricos respaldados por tecnología V2G (vehículo a red) y prosumidores – consumidores activos y productores de energía – uno y la misma gente.
Los proyectos podrían diseñarse para áreas remotas o para cualquier residente de hogares rurales equipados con paneles solares o turbinas eólicas. Una mini instalación de energía renovable permitirá al propietario suministrar energía excedente a la red principal.
La característica distintiva de la mayoría de estos sistemas eléctricos es la inclusión de un inversor impulsado por un microprocesador. Por un lado, el inversor proporciona el suministro de energía de calidad requerida. Por otro lado, la naturaleza pulsada de un inversor convierte los equipos eléctricos en una fuente de perturbaciones e inestabilidad en la red.
El controlador actuará al mismo tiempo como un medio para operar la unidad de 0.4 KW automáticamente y como un inversor. Actuará como una cadena de módulos, de hecho, el equipo de una subestación conectado remotamente a otros dispositivos y contadores y también como equipo para medir líneas eléctricas además de estar conectado al consumidor.
Inicialmente, se utilizará un modelo de computadora para establecer los principios y métodos principales de administrar una sección de baja tensión de la red con la ayuda de un controlador de red. Luego se configurará un sistema programado, completo con documentación de trabajo, incluidos los requisitos técnicos para un equipo industrial probado. Si el proyecto tiene éxito, se puede adaptar para una red de hasta 35 KW.
Desarrollo y perspectivas
La comunidad científica de Rusia cree que este desarrollo satisfará plenamente los desafíos modernos de desarrollar un sistema de energía y lo verá como un futuro brillante.
“Es evidente que el desarrollo de la microgeneración basada en fuentes de energía renovable requiere un sistema de operación moderno y, en cierta medida, diferente al sistema tradicional. Esto está relacionado, hasta cierto punto, con el uso de un dispositivo de almacenamiento de energía. Nuevas tareas completamente diferentes se hacen evidentes en el desarrollo de tales sistemas ”, dijo Konstantin Suslov, jefe del Departamento de Suministro de Energía e Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica Nacional de Investigación de Irkutsk.
“La práctica mundial común ahora es la intelectualización de la ingeniería eléctrica. Si habla de experiencia en todo el mundo, esos sistemas en el extranjero, independientemente de la forma que adopten, utilizan controladores. Los sistemas energéticos, incluso cuando se basan en una pequeña proporción de fuentes renovables, los necesitan en vista de su naturaleza estocástica (aleatoriedad) ”.
Riesgos de exceso
Al mismo tiempo, el uso de tales sistemas está acompañado de una serie de riesgos, dice Michael Grätzel, ganador del Premio Global de Energía y director del Laboratorio de Fotónica e Interfaces de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza.
“A grandes rasgos, el proyecto está enfocado a cualquier propietario de casa de campo, que tenga instalados paneles fotovoltaicos. En el futuro, el sistema podrá transferir toda la electricidad no utilizada a la red común, mientras los propietarios estén de vacaciones.
“Si bien esto suena como un enfoque interesante, no aborda el problema fundamental de la inestabilidad de la red debido a las grandes fluctuaciones temporales de la entrada de energía de fuentes renovables como la solar y la eólica”, dijo Grätzel.
“Por ejemplo, en Alemania durante la temporada de verano, la energía solar proporciona hasta un 10% de electricidad adicional a la red, lo que ya es muy difícil de manejar. A veces, la compañía eléctrica alemana se ve obligada a vender la energía adicional con pérdidas a países vecinos, como Suiza. La única solución a este problema es que las casas individuales utilicen la electricidad solar directamente (esto podría hacerse sin conversión CC-CA) y almacenar el excedente, por ejemplo, en una batería. No es sorprendente que los hogares individuales que optan por esta solución reciban subsidios mucho más altos en Alemania que los que conectan sus paneles a la red “.
Global Energy seguirá de cerca este trabajo.
