¿Qué es un sistema híbrido solar-diesel?

Kiesse Sita-Kengue

La energía de los grupos electrógenos diésel ha proporcionado cientos de gigavatios a empresas industriales y estados de todo el mundo. Sin embargo, el aumento de los costes del combustible y la carga adicional de transporte y almacenamiento pueden poner en peligro su principal fuente de electricidad. Además, la red eléctrica de muchas regiones del mundo puede ser poco fiable o no estar disponible. Por ello, las compañías industriales y los gobiernos están recurriendo a fuentes de energía alternativas.

En los últimos años, los costes de los sistemas fotovoltaicos y del almacenamiento en baterías han descendido considerablemente, lo que los convierte en una fuente de energía asequible para las empresas de zonas remotas. Utilizar sólo un sistema fotovoltaico y depender únicamente de la irradiación solar (aunque haya mucha y sea gratuita), no es una apuesta segura para un consumidor industrial, ya que la producción fotovoltaica puede ser irregular. Por ello, los industriales están recurriendo a sistemas híbridos FV-Diesel.

Para una generación de energía tan compleja, se requiere un sistema de gestión de la energía como ePowerControl, que ayuda a aumentar la reducción del consumo de combustible en función de la configuración. Pero antes de hablar de estas ventajas, vamos a profundizar y ver qué es y cómo funciona.

¿Qué es un sistema híbrido solar-diesel?

Los sistemas híbridos solares son sistemas de energía que combinan la energía solar de un sistema fotovoltaico con otra fuente de energía. Uno de los sistemas híbridos más comunes es el sistema híbrido fotovoltaico-diésel, que combina la energía fotovoltaica con generadores diésel, también conocidos como grupos electrógenos diésel. Los generadores diésel se utilizan para rellenar el hueco entre la carga y la energía generada por el sistema fotovoltaico. Las baterías pueden utilizarse para mejorar el rendimiento general del sistema y garantizar que la cantidad de energía satisfaga la demanda. También se puede incluir un sistema de gestión de la energía para optimizar el sistema, ya que la capacidad de los grupos electrógenos diésel es limitada y la producción de energía solar es irregular.

¿Cómo funciona un sistema solar híbrido?

Dependiendo del consumidor y de su situación, la energía principal puede ser la de la red, el sistema fotovoltaico o el grupo electrógeno diesel. Cuando está vinculado a la red hablaríamos de un sistema on-grid y cuando está aislado, se trata de un sistema off-grid. (Red deficiente para enlazar).

En cualquier caso, estas fuentes de energía se utilizan para complementarse. Tanto si el objetivo es rellenar el hueco dejado por el fallo de la red como si se quiere reducir el gasto de combustible, el sistema fotovoltaico puede suministrar energía adicional. También se pueden utilizar baterías para almacenar el exceso de energía que se utilizará más adelante.

Un sistema de gestión de la energía como ePowerControl puede garantizar el ahorro de combustible y el funcionamiento óptimo de todo el sistema.

¿Cuáles son las ventajas de un sistema híbrido solar-diesel?

Los beneficios de un sistema híbrido solar-diésel son múltiples.

  • Aumento de la penetración fotovoltaica:

Los sistemas solares fotovoltaicos pueden llevar la tensión a valores inaceptables de volatilidad o fuera de rango, las soluciones de eOS pueden utilizarse para apoyar la integración de la energía solar fotovoltaica distribuida en sus redes.

  • Sin desperdicio de energía:

Con el equipo adecuado, la energía generada durante el día no se desperdicia ni se devuelve a la red. Se puede almacenar y utilizar cuando se necesite.

  • Energía ininterrumpida:

Cuando la red falla o cuando la producción fotovoltaica no es suficiente, el sistema sigue funcionando.

  • Los sistemas híbridos se pueden programar:

Con la ayuda de un EMS como el ePowerControl, los sistemas híbridos pueden controlar por ordenador todo su sistema y equilibrar las fuentes de energía disponibles. Los ingenieros de Elum Energy pueden proporcionar una solución de control y monitorización personalizada que proporciona más fiabilidad y más ahorro, ya que reduce los costes de funcionamiento y mantenimiento a largo plazo.

  • Respetuoso con el medio ambiente:

El uso de recursos sostenibles reduce las emisiones de CO².

¿Cuáles son los componentes de un sistema híbrido fotovoltaico-diésel?

  • Grupo electrógeno diesel

Los grupos electrógenos diésel proporcionan energía mediante el consumo de combustible. La mayoría de las veces se utilizan en lugares con una red deficiente (cortes recurrentes de electricidad) o fuera de la red como recurso energético de reserva o principal. Su coste de funcionamiento es elevado debido a la necesidad constante de combustible para alimentar todos los equipos conectados, pero puede incluso aumentar debido al coste del combustible que fluctúa.

  • Gestión del sistema de energía (EMS)

El sistema eOS es un EMS que puede utilizarse para supervisar, controlar y optimizar el rendimiento del sistema de generación o transmisión, siendo el puente entre los sistemas fotovoltaicos, los grupos electrógenos y las cargas. El ePowerControl no sólo puede garantizar la máxima seguridad, sino que también minimiza las emisiones de CO2, el combustible y los costes de mantenimiento. El ePowerMonitor permite al usuario supervisar sus instalaciones y analizar la carga actual y el estado de la red.

  • Sistema fotovoltaico

Un conjunto fotovoltaico es la unidad completa de generación de energía, formada por cualquier número de módulos y paneles fotovoltaicos. Los paneles fotovoltaicos están diseñados para absorber los rayos del sol como fuente de energía para generar electricidad. Utilizan la tecnología solar fotovoltaica (FV) que convierte la radiación solar en corriente continua.

  • Inversores solares

Un inversor solar es uno de los elementos más importantes del sistema de energía eléctrica solar. Convierte la salida variable de corriente continua (DC) de un panel solar fotovoltaico (PV) en corriente alterna (AC) de 240V.

  • Baterías

Se pueden añadir baterías para almacenar el exceso de energía que proporciona el sistema fotovoltaico. De este modo, la energía almacenada en las baterías se utiliza cuando falta o no hay producción fotovoltaica.

¿Qué situación se beneficia de un sistema híbrido fotovoltaico-diésel?

Los mejores casos de uso para un sistema híbrido solar-diésel se encuentran normalmente en zonas remotas. Estos lugares suelen estar fuera de la red y el transporte y el almacenamiento de gasóleo pueden ser caros. Ya sea con una red deficiente o en ausencia, todas las situaciones pueden beneficiarse de un sistema híbrido.

No dude en leer nuestros estudios de casos que muestran ejemplos de las ventajas de un sistema híbrido FV-diésel:

Elum energy suministra ePowerControl HFS para BIDCO un edificio industrial en Madagascar

Control de energía híbrida para un campus universitario en el Líbano

Revisión de las estrategias de control para sistemas híbridos de microrredes

En una situación de red deficiente en la que el proveedor de electricidad no es fiable y el corte de energía es regular, ePowerControl controla la salida de potencia activa de los inversores fotovoltaicos para lograr una restricción de carga mínima de los generadores diésel para eliminar el riesgo de flujos de potencia inversa a los grupos electrógenos durante los eventos de corte, cuando los grupos electrógenos son la principal fuente de energía.

En una red aislada, ePowerControl gestiona todos los componentes del sistema híbrido fotovoltaico y optimiza su programa de uso según la predicción de la generación solar, el coste del combustible y el estado de carga de las baterías. El sistema fotovoltaico se utiliza entonces a su máxima capacidad y el consumo de combustible se reduce considerablemente.

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