Cómo gestionar una microrred: Formación de la red de baterías fuera de la red

Es un hecho bien conocido que los beneficios económicos y medioambientales de la energía solar pueden superar a menudo las ventajas habituales de los sistemas de energía convencionales. Sin embargo, sigue habiendo una falta de conocimientos técnicos de los sistemas de energía solar entre los usuarios. La pregunta ya no es “¿qué es la energía solar?”, sino “¿cuáles son las diferentes configuraciones de los sistemas de energía solar?”

Pero primero, ¿qué es una microrred?

Antes de entrar en el tema principal, convendría explicar rápidamente qué es exactamente una microrred. Una microrred puede describirse como un sistema independiente que se encarga de producir y suministrar electricidad por medios locales sin tener que depender de ningún suministro de la red nacional principal. Por lo tanto, una microrred es esencial en situaciones en las que se necesita un suministro ininterrumpido de energía y se desea más autonomía y control sobre la producción y el suministro de electricidad. 

 

Las microrredes pueden ser de diferentes tipos, como las conectadas a la red, las desconectadas o los modelos híbridos. Este artículo se centra principalmente en los sistemas no conectados a la red. Como los sistemas no conectados a la red tienen que producir energía por sí mismos, suelen estar equipados con sistemas de baterías e inversores más grandes para garantizar la fiabilidad. Dado que los precios del combustible son relativamente caros, muchos proveedores de soluciones energéticas están optando por sistemas fuera de la red basados en la energía solar, en los que ésta se utiliza para producir electricidad.

“¿Qué es una microrred solar híbrida?”

“¿Qué es un sistema híbrido solar?”

Gestión de la batería en un sistema de energía sin conexión a la red

La gestión de las baterías en los sistemas de energía no conectados a la red es de suma importancia. La principal dificultad en torno a la formación de la red de baterías es que el estado de carga de las mismas es siempre un reto para medirlo con precisión. La capacidad de conocer y medir con precisión el nivel de carga de la batería es un requisito básico para el correcto funcionamiento de todo el sistema. No sólo eso, sino que también es fundamental para la máxima resistencia de las baterías, ya que, de lo contrario, habrá que sustituirlas en una fase comparativamente temprana.

En el caso de las microrredes, también es imperativo que sólo una fuente de energía pueda formar parte de la red. Esto significa que este componente establece la tensión y la frecuencia de toda la red. En este artículo, nos centraremos en explorar el escenario en el que nuestro sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) forme parte de la red y los demás componentes sigan el voltaje de la red.

La red autónoma de la configuración del sistema fuera de la red se alimenta de las fuentes de energía renovable disponibles in situ, la más conveniente de las cuales es la energía solar. El sistema de almacenamiento de energía en batería es un acumulador que almacena la energía eléctrica para poder suministrarla cuando se necesite. En el caso de los sistemas de energía sin conexión a la red, a menudo es la única forma de suministrar energía eléctrica en zonas que no tienen acceso a un sistema de distribución de energía o donde el coste de la conexión a la red es demasiado caro en comparación con una microrred (granjas, hoteles, minas, pueblos o ciudades remotas).

En estos sistemas de energía fuera de la red, la gestión de la batería se realiza mejor mediante el uso de un controlador de microrred y una plataforma de monitorización de energía. Elum Energy ofrece una amplia gama de productos solares y ePowerControl MC y ePowerControl PPC junto con nuestra plataforma de monitorización ePowerMonitor son los más adecuados para realizar estas tareas de forma eficaz.

Sistema de control y supervisión de microrredes

Un controlador de microrred como PowerControl MC controla y supervisa la carga y descarga de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías. Evita que el sistema se sobrecargue y también protege contra las descargas profundas. Los controladores de microrredes especifican una tensión máxima predefinida y una tensión de descarga final. El proceso de descarga termina y el suministro de energía se detiene cuando se alcanza el umbral mínimo predefinido. El controlador de microrredes ePowerControl (MC) de Elum gestiona la distribución de energía de todo el sistema manteniendo la máxima seguridad operativa y fiabilidad energética.

El controlador permite orquestar la carga de su BESS, con el fin de ayudar a reducir sus gastos. La configuración operativa puede ser un modo de autoconsumo en el que el BESS se cargará con el exceso de producción solar fotovoltaica o suministrará energía a otras unidades para satisfacer las necesidades de carga activa. La otra configuración es que cuando el BESS esté por debajo de un determinado porcentaje, el controlador de la microrred encenderá un generador diesel para suministrar electricidad y cargar parcialmente el BESS. El controlador de la microrred fijará la potencia de producción del grupo electrógeno y el BESS seguirá formando parte de la red en esta configuración. La microrred apagará entonces el generador diesel (genset-off) una vez que el BESS alcance un determinado nivel de SOC definido por el cliente.

Para los grandes sistemas de microrredes, la solución de control se realiza a través del controlador de central eléctrica ePowerControl de Elum que, además de un controlador, también proporciona capacidades de supervisión (SCADA). Es una solución personalizada para aplicaciones de plantas de energía solar a gran escala y puede integrarse fácilmente con sistemas BESS y también con varios generadores diesel.

Para optimizar el uso de su microrred y maximizar el rendimiento y la rentabilidad de su sistema, solicite una llamada de uno de nuestros expertos en microrredes.

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Beneficios de la microrred fuera de la red con instalación de baterías en la red

La primera y principal ventaja de los sistemas aislados con formación de red de baterías es el hecho de que el emplazamiento puede depender de energía 100% renovable gracias al modo de apagado del gasóleo. Esto induce una reducción del consumo de combustible porque el generador diesel está apagado, pero también una reducción del ruido porque la batería es la principal unidad de formación de la red. Los generadores diesel en esta configuración se encienden en el único caso en que el estado de carga de la batería sea bajo y no haya producción solar para cargarla.

 Al no depender de ninguna otra parte o proveedor de servicios para sus necesidades, esta configuración de microrred es muy adecuada para hoteles o instalaciones industriales remotas que quieran reducir su consumo de combustible y aumentar la penetración solar. 

Además, las baterías fuera de la red pueden proporcionar servicios clave como la regulación de la frecuencia, la gestión de la reserva de giro y los servicios de arranque en apagón. Es habitual observar que un desequilibrio entre la demanda y la oferta de energía para unidades estatales industriales o barrios residenciales con alta demanda de energía, puede provocar caídas de tensión. 

Como ejemplo, a continuación puede encontrar uno de nuestros proyectos que representa perfectamente el uso de un controlador para un sistema solar-diesel-BESS.

Use Case

Hacienda – Puerto Rico

  • FV – 60 kWp 
  • Grupos electrógenos – 200 kVA 
  • Almacenamiento – 170 kWh

El ePowerControl MC se eligió para este proyecto gracias a la función de modo de apagado del diésel. La red está formada por el BESS durante el día y los grupos electrógenos por la noche, con una transición de modos perfecta.

En conclusión, los sistemas BESS sin conexión a la red en configuración de formación de red pueden trabajar de forma fiable con sistemas de energía solar y maximizar la penetración solar. Con la batería formando la red todo el tiempo, no se necesita un generador diesel todo el tiempo y sólo se utiliza cuando el estado de carga del BESS alcanza un nivel mínimo. Esto permite que el sitio funcione parcialmente con energía 100% renovable, reduciendo el consumo de combustible y también el ruido de los motores diesel…

Para maximizar el rendimiento de sus sistemas fuera de la red y aumentar la resistencia de su BESS, solicite una llamada de uno de nuestros expertos en controladores de microrredes.

 

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