Soluciones smart para sistemas de energía aislados
Autor: Francisco Cubillo | Posición: Product Line Manager | Publicado en: Energetica International
El desarrollo tecnológico de las energías renovables ha hecho posible no sólo el descenso de las emisiones de CO2, sino que también ofrece un futuro sostenible alternativo a las fuentes de energía tradicionales basadas en combustibles fósiles, cuya extracción es cada vez más costosa y compleja.
Dicho desarrollo también ofrece la posibilidad de suministrar energía en zonas donde no existe conexión a red eléctrica. Un ejemplo podría ser el suministro de energía en islas que se encuentran lejos de un continente. En estos casos, concurren una serie de características:
- La generación eléctrica se realiza, principalmente, mediante sistemas diésel. De manera frecuente, dichos sistemas están desfasados y ofrecen baja eficiencia y un alto número de horas de funcionamiento acumuladas. Esto conlleva, también, aumentar las emisiones de CO2 en áreas con un alto valor medioambiental.
- Alto coste del combustible. Al precio base del combustible se deben añadir los costes asociados a la logística necesaria para su transporte a zonas remotas.
- El control de la cadena de generación de energía es, muchas veces, muy rudimentario y no está automatizado, lo que supone una gestión ineficaz.
- Los cortes de energía debido a fallas en la generación o distribución de energía son muy frecuentes
Para evitar estas situaciones, se recomienda la puesta en marcha de sistemas de generación basados en energías renovables; principalmente, en energía fotovoltaica o eólica, pero también en mini-hidráulica o geotérmica, según las propiedades de la planta. En primer lugar, es necesario llevar a cabo un estudio de los recursos existentes en la isla donde va a ser instalado el sistema de generación. Como resultado, tendremos una primera idea sobre la tecnología más adecuada que debe utilizarse. Tras este paso, se debe realizar un estudio técnico y económico para establecer el porcentaje más adecuado que debe usarse de cada tecnología.
Aunque es considerado muy atractivo, la hibridación entre sistemas de generación convencional y sistemas de generación renovable en plantas aisladas presenta ciertas dificultades técnicas que han de resolverse. La integración de energías renovables implica una gran variabilidad en la producción de energía. Dicha variabilidad depende de la variación de las cargas conectadas durante el día. Por ello, es necesario suministrar un sistema dinámico de estabilidad de la red.
Este sistema debe funcionar como una red a pequeña escala. De forma general, requiere un sistema supervisor que es responsable de la gestión óptima de los flujos de energía para que ninguna carga funcione sin suministro. De manera similar, es esencial instalar algún sistema de almacenamiento de energía que permita la reserva de energía generada durante las horas valle para permitir su consumo durante las horas pico.
GPTech ha desarrollado soluciones de electrónica de potencia y control electrónico que permiten un suministro de energía fiable para plantas aisladas. Estas soluciones mezclan sistemas de generación de energía convencional y renovable, y cuenta con varios perfiles de carga. La compañía ha trabajado en la serie de inversores Smart PVWD que, entre otras características, ofrecen una alta versatilidad para operar de manera síncrona con otros dispositivos de generación a través de un control centralizado. Este control se lleva a cabo mediante el Power Plant Controller de GPTech para garantizar el funcionamiento óptimo de la planta híbrida. La estrategia de control de la planta es flexible, con control modular, y permite modificaciones para conseguir distintos objetivos, como minimizar el coste total de generación de energía o el consumo de combustibles fósiles, así como conseguir un suministro ininterrumpido de determinadas cargas con las menores pérdidas, entre otros.
Además, las plantas híbridas aisladas pueden requerir un sistema de almacenamiento de energía para suministrar energía de manera temporal. El sistema de control central, junto con la solución BPCS (sistema de conversión de energía por batería) desarrollada por GPTech puede gestionar la carga y descarga de energía a través de diferentes tecnologías de baterías o ultracondensadores.
En breve, las dificultades tecnológicas asociadas a este tipo de plantas podrían ser resueltas por pequeños dispositivos como los desarrollados por GPTech. Hasta ahora, la proliferación de sistemas de generación híbridos aislados se había visto obstaculizada por aspectos técnicos y económicos ya que la implementación de este tipo de plantas requería una mayor inversión. Sin embargo, los avances tecnológicos han permitido una reducción considerable de la inversión requería, así como un funcionamiento óptimo de la planta. Además, estas mejoran producen una recuperación más rápida de la inversión. Por lo tanto, se espera un gran crecimiento de los sistemas de generación híbrida en los próximos años.
