Un reto complejo Gestión de la alimentación y reducción de las puntas de consumo
por Vivian Bullinger | 08.01.2024
La red eléctrica solía ser una vía unidireccional de unas pocas grandes centrales centralizadas cuya energía llegaba a muchos consumidores. Hoy, los consumidores se han convertido en los llamados prosumidores (productores y consumidores) que compran y a la vez suministran electricidad. El aumento de las centrales de generación ha hecho más compleja la tarea principal de los operadores de red: mantener la estabilidad de la red. La gestión de la inyección es necesaria para garantizar que la interacción entre los prosumidores descentralizados funcione sin problemas y se mantenga la estabilidad de la red. Además, la reducción de picos desempeña un papel importante para evitar los picos de carga y contribuir así a la estabilidad de la red.
En nuestra entrada del blog, mostramos varias soluciones para resolver los retos de la gestión de la inyección a la red y el recorte de picos.
- Gestión sencilla de la inyección a la red: inyección limitada (x %)
- Control interconectado - centrales fotovoltaicas
- Gestión de picos de carga
- Ahorro máximo combinado con e-movilidad
1. gestión de alimentación simple - alimentación limitada (x %)
Los reglamentos y requisitos de la gestión de la alimentación a la red difieren en su complejidad. Por regla general, esto significa que cuanto mayor es la instalación, más complejos son los requisitos que debe cumplir. Estos requisitos se implementan con la ayuda de sistemas de gestión energética, como el gestor energético Solar-Log.
La gestión de inyección simple con control del x % significa que la instalación se regula automáticamente al x % de la potencia de la instalación. Esta medida garantiza que no se inyecte demasiada electricidad a la red en caso de excedente energético, lo que provocaría una sobrecarga. Esta medida puede aplicarse de formas muy distintas, desde la especificación directa del x-% mediante dispositivos de control del operador de la red hasta la regulación independiente al x-% en el punto de conexión a la red, teniendo en cuenta la producción y el consumo local. Esta última tiene la ventaja de que cubre de la mejor manera posible la demanda local de energía con la energía producida localmente y alivia así la red no sólo en términos de inyección, sino también de consumo.
Figura 1 - Por gestión de la alimentación se entiende la capacidad de control de las centrales de generación descentralizadas. Puede haber distintos niveles de control. Como puede verse en la imagen, por ejemplo, una reducción al 30 % o incluso al 0 %.
Una función central del sistema de gestión de la energía es, por tanto, limitar el x % de inyección a la red. En la actualidad, en muchos países se prescriben límites de potencia fijos o dinámicos. Este límite puede establecerse de forma flexible para diferentes valores umbral. Esto permite cumplir diferentes requisitos (70 % de regulación, 50 % o 60 % de regulación con apoyo de almacenamiento, 0 % de regulación en España, etc...).
En la práctica, se suele instalar para ello un dispositivo de medición bidireccional que registra los flujos de energía en el punto de conexión a la red y transmite esta información al software de gestión de la energía (EMS). Un controlador responsable del EMS analiza esta información y regula el flujo de energía de la instalación fotovoltaica local, por ejemplo.
Sin embargo, también puede ocurrir que el operador de la red envíe una especificación de control a través de sus dispositivos de control y regule el sistema a este valor. Dependiendo del tamaño del sistema y de la ubicación de la instalación, las especificaciones pueden variar mucho, igual que han crecido históricamente las redes.
Figura 2- Estructura de un control de alimentación x % para sistemas FV con el sistema de gestión de energía Solar-Log.
2. control interconectado - centrales fotovoltaicas
Cuanto mayor es la instalación fotovoltaica, más compleja resulta la implementación del control de la alimentación. Las exigencias al sistema de gestión de la energía (SGE) aumentan, especialmente en las centrales fotovoltaicas en las que confluyen muchos inversores.
Para implementar de forma fiable la gestión de la inyección a red en sistemas de este tamaño, se conectan varios dispositivos de gestión de la energía a través de una red Ethernet. Esta conexión en red permite intercambiar entre sí las señales de control de los operadores de red.
Con Solar-Log, estas arquitecturas complejas pueden realizarse utilizando el principio de control de red. Aquí, las señales del operador de red se reciben en el EMS maestro y se distribuyen a los inversores conectados a través del EMS esclavo. Para esta arquitectura de sistema, el sistema Solar-Log permite acoplar el maestro con hasta nueve esclavos en la red. Mediante la conexión en red de los EMS, se pueden hacer realidad requisitos complejos (varias partes de la instalación y puntos de inyección y muchos fabricantes de inversores diferentes).
Utilizando la licencia de control de red, también es posible dividir el sistema para su comercialización directa. Mediante el uso de dispositivos esclavos, la instalación se divide en zonas. Para cada zona puede seleccionarse un comercializador directo distinto. Las órdenes de reducción de los comercializadores directos se priorizan con las órdenes de los proveedores de energía y se documentan en consecuencia.
3. gestión de picos de carga (peak shaving)
Un área de la gestión energética que está adquiriendo cada vez más importancia con la expansión de las energías renovables es la reducción de picos.
La mayoría de las empresas tienen una demanda muy alta de electricidad debido a un gran número de consumidores (máquinas, bombas de calor, flota de vehículos). Esto se cubre cada vez más, total o parcialmente, con sistemas fotovoltaicos y almacenamiento en baterías. Sin embargo, las empresas también tienen otro problema. Debido al elevado número de puntos de consumo, la carga base que estos consumidores extraen permanentemente de la red es muy alta. Además, pueden producirse elevados picos de consumo o de carga debido a procesos de conexión o al funcionamiento temporal de otros consumidores. Para poder atender estos picos de carga, hay que mantener capacidades disponibles en la infraestructura de la red energética, lo que supone un coste elevado. La gestión eficaz de los picos de carga es, por tanto, importante para garantizar la estabilidad de la red eléctrica, evitar sobrecargas y optimizar los costes energéticos.
Existen varias opciones para limitar o evitar estos picos de carga. Una opción es el uso inteligente de la energía fotovoltaica junto con sistemas de almacenamiento en baterías, coordinados por un sistema de gestión de la energía. El sistema de gestión de la energía, por ejemplo de Solar-Log, limita los picos de carga (peak shaving) controlando eficazmente la instalación fotovoltaica y el almacenamiento en baterías. De este modo, garantiza que la electricidad adicional necesaria para los picos de carga no se extraiga de la red eléctrica, sino de un sistema de almacenamiento en baterías.
4. reducción de picos combinada con e-movilidad
La reducción de picos y la movilidad eléctrica son dos conceptos que pueden combinarse para mejorar la estabilidad de la red y gestionar mejor la demanda durante las horas punta.
El sistema de gestión de la energía ya garantiza que el sistema fotovoltaico se utilice junto con el correspondiente sistema de almacenamiento en batería para reducir la carga conectada en el punto de conexión a la red y evitar los picos de carga. Los vehículos eléctricos también pueden integrarse en este sistema inteligente de gestión de la carga y controlarse de forma que se carguen preferentemente en momentos de baja carga. Esto ayuda a distribuir la demanda energética adicional de la electromovilidad y, a su vez, a evitar los picos de carga.
Un equipo perfecto para crecer más
La interacción entre la gestión de la alimentación y el sistema de gestión de la energía (EMS) es crucial para la utilización eficaz de las energías renovables. La gestión de la alimentación regula la alimentación de la red eléctrica optimizando la producción de fuentes renovables. Al mismo tiempo, el SGE integra estrategias de gestión de la energía para controlar el consumo. Al supervisar con precisión la producción y el consumo, el sistema permite un ajuste rápido. El resultado es una red equilibrada que minimiza los picos de carga. La perfecta interacción entre estos subsistemas fomenta la estabilidad de la red, optimiza la eficiencia energética y facilita la integración de las fuentes renovables en la gestión de la energía.
