Tendencia 1: Generador PV+ESS (fotovoltaica + sistemas de almacenamiento de energía)
A medida que más energía renovable entra en las redes eléctricas, surgen varios problemas técnicos complejos en términos de estabilidad del sistema, balance de energía y calidad de la energía. Por lo tanto, se necesita un nuevo modo de control para aumentar el control de potencia activa/reactiva y la capacidad de respuesta, y mitigar activamente las fluctuaciones de frecuencia y voltaje. Con la integración de PV y ESS, así como la tecnología Grid Forming, podemos construir Generadores PV+ESS inteligentes que usan control de fuente de voltaje en lugar de control de fuente de corriente, brindan un fuerte soporte de inercia, estabilización de voltaje transitorio y manejo de fallas. Esto -apuntan desde Huawei- transformará la energía fotovoltaica de seguimiento de red a formación de red, lo que ayudará a aumentar la alimentación fotovoltaica.
Un hito en la práctica de estas tecnologías fue el proyecto Red Seaen Arabia Saudita, en el que Huawei proporcionó un conjunto completo de soluciones que incluyen un controlador fotovoltaico inteligente y un sistema de almacenamiento de energía de batería de litio (BESS). Este proyecto utiliza 400 megavatios solares y 1,3 gigavatios hora de sistema de almacenamiento de energía para respaldar la red eléctrica que reemplaza los generadores diésel tradicionales y proporciona energía limpia y estable para un millón de personas, construyendo la primera ciudad del mundo alimentada con energía 100% renovable.
Tendencia 2: Alta densidad y fiabilidad
La alta potencia y la fiabilidad de los equipos en las plantas fotovoltaicas serán la tendencia. Tomemos como ejemplo los inversores fotovoltaicos; hoy en día, la tensión de CC de los inversores aumenta 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 integración total de digital, electrónica de potencia y tecnologías de gestión térmica, se estima que la densidad de potencia de los inversores aumentará en aproximadamente un 50% en los próximos cinco años, y se puede mantener la alta fiabilidad.
La planta fotovoltaica de 2,2 GW en Qinghai, China, se encuentra a 3.100 metros sobre el nivel del mar y tiene 9.216 controladores fotovoltaicos inteligentes de Huawei (inversores) que funcionan de manera estable en este entorno hostil. Las horas de disponibilidad total de los inversores de Huawei superan los 20 millones de horas y la disponibilidad alcanza el 99,999%.
Tendencia 3: Electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE)
Impulsada por las políticas de la industria y el avance tecnológico, la energía fotovoltaica distribuida ha sido testigo de un desarrollo vigoroso en los últimos años. Nos enfrentamos a desafíos tales como cómo mejorar la utilización de los recursos de la azotea, garantizar un alto rendimiento energético y cómo garantizar la seguridad del sistema PV+ESS. Por lo tanto, una gestión más refinada es imprescindible.
En un sistema fotovoltaico, la electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE) se refiere a equipos electrónicos de potencia que pueden realizar un control refinado en uno o más módulos fotovoltaicos, incluidos microinversores, optimizadores de potencia y seccionadores. «MLPE -explican desde Huawei- aporta valores únicos, como generación de energía a nivel de módulo, control y apagado seguro». A medida que los sistemas fotovoltaicos se vuelven más seguros e inteligentes, se espera que la tasa de penetración de MLPE en el mercado fotovoltaico distribuido alcance entre el 20 y el 30% para 2027.
Tendencia 4: Almacenamiento de energía en cadenas
En comparación con las soluciones ESS (energy storage system) centralizadas tradicionales, la solución Smart String ESS -señalan desde Huawei- adopta una arquitectura distribuida y un diseño modular. Utiliza tecnologías innovadoras y gestión inteligente digital para optimizar la energía a nivel de paquete de baterías y controlar la energía a nivel de rack. Esto da como resultado más energía de descarga, inversión óptima, operaciones y mantenimiento sencillos, así como seguridad y fiabilidad durante todo el ciclo de vida del ESS.
En 2022, en el proyecto ESS de 200 MW/200 MWh en Singapur con fines de regulación de frecuencia y reserva giratoria, el proyecto BESS más grande del sureste asiático, Smart String ESS implementa una gestión de carga y descarga refinada «para lograr una salida de energía constante durante más tiempo y asegurar los beneficios de la regulación de frecuencia». Además, la función de calibración automática SOC en el nivel del paquete de baterías reduce los costes de mano de obra y mejora en gran medida la eficiencia de O&M.
Tendencia 5: Gestión refinada a nivel celular
Al igual que los sistemas fotovoltaicos que se desplazan hacia MLPE, los BESS de litio se desarrollarán hacia un nivel de gestión más pequeño. Solo una gestión refinada a nivel de celda de batería puede hacer frente mejor a los problemas de eficiencia y seguridad. Actualmente, el sistema de administración de baterías (BMS) tradicional solo puede resumir y analizar datos limitados, y es casi imposible detectar fallas y generar advertencias en la etapa inicial. Por lo tanto, BMS debe ser más sensible, inteligente e incluso predictivo. Esto depende de la recopilación, computación y procesamiento de una gran cantidad de datos y tecnologías de inteligencia artificial para encontrar el modo operativo óptimo y hacer pronósticos.