Cuando pensamos en Energías Renovables la Energía Solar es la primera que se nos viene a la cabeza. Es más, los expertos concuerdan con que el futuro está en asegurar que podemos aprovechar -al máximo- la energía solar para crear un modelo más limpio, sostenible y económico.
Pueda ser que usted no lo sepa pero Huawei, el gigante Chino, es uno de los principales jugadores en el mercado de captura y conversión energética y ofrece soluciones y tiene varias patentes asociadas a este tema. En días pasados la compañía realizó su conferencia Top 10 Trends of Smart PV (photovoltaic) y en la misma destacó 10 tendencias que harán que se acelere la adopción de energía solar como fuente de energía.
1: Generador FV+ESS
En la actualidad se necesita un nuevo modo de control para aumentar la capacidad de control y respuesta de la potencia activa/reactiva y mitigar activamente las fluctuaciones de frecuencia y tensión. Con la integración de la energía fotovoltaica y la ESS, así como con la tecnología de formación de redes, podemos construir “generadores fotovoltaicos+ESS inteligentes” que utilicen el control de la fuente de tensión en lugar del control de la fuente de corriente, proporcionen un fuerte apoyo a la inercia, estabilicen la tensión transitoria y tengan capacidad para superar fallos.
2: Alta densidad y fiabilidad
La tendencia será la alta potencia y fiabilidad de los equipos de las plantas fotovoltaicas. Tomemos como ejemplo los inversores fotovoltaicos: en la actualidad, el voltaje de CC de los inversores ha aumentado de 1100 V a 1500 V. Con la aplicación de nuevos materiales como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN), así como la plena integración de las tecnologías digital, de electrónica de potencia y de gestión térmica, se estima que la densidad de potencia de los inversores aumentará alrededor de un 50% en los próximos cinco años, y se podrá mantener la alta fiabilidad.
3: Electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE)
En un sistema fotovoltaico, la electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE) se refiere a los equipos electrónicos de potencia que pueden realizar un control refinado de uno o más módulos fotovoltaicos, incluidos los microinversores, los optimizadores de potencia y los seccionadores. La MLPE aporta valores únicos como la generación de energía a nivel de módulo, la supervisión y el apagado seguro. Dado que los sistemas fotovoltaicos son cada vez más seguros e inteligentes, se espera que la tasa de penetración de los MLPE en el mercado de la energía fotovoltaica distribuida alcance entre el 20% y el 30% en 2027.
4: Almacenamiento de energía en cadena
En comparación con las soluciones ESS centralizadas tradicionales, la solución Smart String ESS adopta una arquitectura distribuida y un diseño modular. Utiliza tecnologías innovadoras y una gestión digital inteligente para optimizar la energía a nivel de paquete de baterías y controlar la energía a nivel de bastidor. El resultado es una mayor descarga de energía, una inversión óptima, una sencilla operación y mantenimiento, así como seguridad y fiabilidad durante todo el ciclo de vida del ESS.
En 2022, en el proyecto ESS de 200 MW/200 MWh de Singapur para la regulación de la frecuencia y la reserva rotatoria, el mayor proyecto BESS del sudeste asiático, el Smart String ESS implementa una gestión refinada de la carga y la descarga para lograr una producción de energía constante durante más tiempo y garantizar los beneficios de la regulación de la frecuencia.
5: Gestión refinada a nivel de célula
Al igual que los sistemas fotovoltaicos se desplazan hacia los MLPE, los BESS de litio están destinados a evolucionar hacia un nivel de gestión más reducido. Sólo una gestión refinada a nivel de celda de batería puede hacer frente mejor a los problemas de eficiencia y seguridad. Actualmente, el sistema tradicional de gestión de baterías (BMS) sólo puede resumir y analizar datos limitados, y es casi imposible detectar fallos y generar alertas en una fase temprana.
6: FV+ESS+Integración en red
En cuanto a la generación de energía, cada vez se construyen más bases de energía limpia de FV+ESS que suministran electricidad a los centros de carga a través de líneas de transmisión UHV. En cuanto al consumo de energía, las centrales eléctricas virtuales (CVP) son cada vez más populares en muchos países. Las VPP combinan sistemas fotovoltaicos distribuidos masivos, ESS y cargas controlables, y aplican una programación flexible a las unidades de generación de energía y a las unidades de almacenamiento para lograr la reducción de picos, etc.
7: Mayor seguridad
La seguridad es la piedra angular del desarrollo de la industria fotovoltaica y de ESS. Esto nos obliga a considerar sistemáticamente todos los escenarios y enlaces y a integrar plenamente la electrónica de potencia, la electroquímica, la gestión térmica y las tecnologías digitales para mejorar la seguridad del sistema. En una planta fotovoltaica, los fallos causados por el lado de CC representan más del 70% de todos los fallos. Por lo tanto, el inversor debe admitir la desconexión inteligente de cadenas y la detección automática de conectores. En el escenario fotovoltaico distribuido, la función AFCI (Arc Fault Circuit Breaker) se convertirá en una configuración estándar, y la función de desconexión rápida a nivel de módulo garantizará la seguridad del personal de mantenimiento y de los bomberos.
8: Seguridad y fiabilidad
Además de aportar beneficios, los sistemas fotovoltaicos también entrañan diversos riesgos, como la seguridad de los equipos y la seguridad de la información. Los riesgos para la seguridad de los equipos se refieren principalmente a la parada causada por fallos. Los riesgos para la seguridad de la información se refieren a ataques externos a la red. Para hacer frente a estos retos y amenazas, las empresas y organizaciones deben establecer un conjunto completo de mecanismos de gestión de la “seguridad y fiabilidad”, que incluya la fiabilidad, disponibilidad, seguridad y resistencia de los sistemas y dispositivos.
9: Digitalización
Las plantas fotovoltaicas convencionales tienen una gran cantidad de equipos y carecen de canales de recopilación de información y notificación. La mayoría de los equipos no pueden “comunicarse” entre sí, lo que dificulta enormemente la aplicación de una gestión perfeccionada. Con la introducción de tecnologías digitales avanzadas como el 5G, el Internet de las cosas (IoT), la computación en la nube, las tecnologías de detección y el big data, las plantas fotovoltaicas pueden enviar y recibir información, utilizando “bits” (flujos de información) para gestionar “vatios” (flujos de energía).
10: Aplicación de la IA
Las tecnologías de IA pueden aplicarse ampliamente a los campos de las energías renovables, y desempeñan un papel indispensable en todo el ciclo de vida de PV+ESS, incluyendo la fabricación, construcción, O&M, optimización y operación. La convergencia de la IA y tecnologías como la computación en la nube y los macrodatos se está profundizando, y se enriquecerá la cadena de herramientas centrada en el procesamiento de datos, la formación de modelos, el despliegue y el funcionamiento, y la supervisión de la seguridad. En el campo de las energías renovables, la IA, al igual que la electrónica de potencia y las tecnologías digitales, impulsará una profunda transformación de la industria.
Interesantemente la convergencia de aplicaciones como el 5G, la Inteligencia Artificial y la Nube están generando un efecto dinamizador en el que podemos capturar, recoger, procesar y analizar información para luego tomar acciones -casi en tiempo real- sobre ellas volviendo todo “inteligente. La industria energética y en particular la industria fotovoltaica no son la excepción y, por el contrario, los avances que veremos en los próximos 24 meses serán mucho mayores a los que hemos vestido en los últimos 20.
