Gestión de la alimentación en la red de media tensión
En 2012, Solar-Log GmbH fue uno de los primeros fabricantes en sacar al mercado una solución para la gestión de la alimentación de los sistemas fotovoltaicos. Con el sistema de gestión energética Solar-Log, las plantas fotovoltaicas de cualquier tamaño pueden cumplir los requisitos correspondientes.
Ahora, en 2019, ha llegado una nueva normativa, la llamada VDE-AR-N 4110. Con ello se pretende garantizar la estabilidad de la red de media tensión, ya que aquí se está produciendo un fuerte aumento de los sistemas fotovoltaicos. En muchos otros países con un número cada vez mayor de energías renovables, también se están aplicando normas de este tipo o similares. La nueva normativa en Alemania afecta a todos los sistemas fotovoltaicos que tienen su punto de conexión a la red de media tensión de un operador de red.
Figura 2: El diagrama muestra qué instalaciones pertenecen a la red de media tensión.
La normativa VDE-4110 también se hizo necesaria porque el mercado interior europeo de la energía va a seguir desarrollándose. Los nuevos requisitos se establecieron en la Directiva europea sobre el mercado interior de la electricidad y en el Reglamento sobre el mercado interior de la electricidad. El objetivo es crear un mercado de la electricidad fluido en la UE que también funcione a través de las fronteras. Además, hay que generar más competencia y establecer un mercado mayorista transparente. (Fuente: Elementos centrales y descentralizados en el sistema energético, Academia Nacional Alemana de Ciencias Leopoldina, acatech - Academia Alemana de Ciencias e Ingeniería, Unión de Academias Alemanas de Ciencias y Humanidades, 2020) Así pues, la nueva normativa VDE es un componente de los requisitos europeos que también afectan a muchos otros países de la UE o los afectarán en el futuro.
Solución para conectar el sistema fotovoltaico a la red de media tensión
En primer lugar, se plantea la cuestión de qué es exactamente lo que la nueva normativa exige a los propietarios u operadores de sistemas. El ejemplo del mercado alemán muestra la complejidad de los requisitos (véase la figura 3). Entre ellas se encuentran varias curvas características, como Q(U) para estabilizar la tensión. Además, debe ser posible llamar a diferentes valores medidos como P, Q, U e I. Sólo cuando se cumplan estos y otros requisitos, el sistema fotovoltaico podrá alimentar la red eléctrica alemana.
En la demanda: la gestión de la alimentación en la práctica
Roland Löhr es director técnico de Solar-Log GmbH, uno de los principales fabricantes de sistemas de monitorización fotovoltaica, energía inteligente y gestión de la alimentación. En Solar-Log, él y su equipo son responsables de la aplicación de la norma VDE-4110, entre otras cosas. En una breve entrevista, describe cuáles son los retos y qué ventajas aporta la norma al sector fotovoltaico.
Qué soluciones ofrece el sistema Solar-Log para aplicar estos complejos requisitos?
Una norma, muchos requisitos diferentes. Este podría ser el titular sobre la norma VDE-AR-4110. No sólo hay nuevas normativas, sino que también se han endurecido los requisitos de rapidez y precisión en su aplicación. Este era uno de los principales retos para nosotros. Dado que en Solar-Log ya estábamos a la vanguardia con la introducción de la gestión de la alimentación de la red eléctrica en ese momento, nos ilusionaba este nuevo proyecto a pesar de los numerosos obstáculos.
Así pues, la tarea consistía en ampliar las capacidades del sistema Solar-Log en el ámbito de la potencia activa y reactiva. Y así cumplir con los requisitos de control de la planta en la media tensión por parte de los respectivos operadores de la red. Casi todos los operadores de red tienen diferentes requisitos para el sistema fotovoltaico que alimenta a "su" red. Por eso, ahora ofrecemos toda una serie de opciones de control. Un efecto secundario positivo de esta diversidad es que el sistema Solar-Log también está preparado para plantas fotovoltaicas en Suiza y Austria, por ejemplo.
Una de las soluciones más solicitadas por los operadores de red se muestra en el diagrama 4. Para cumplir los requisitos o la normativa, se necesita un registrador de datos (Solar-Log Base 2000), una fuente de alimentación de carril DIN, las licencias Modbus TCP y de comercialización directa y un contador de servicios. De esta forma, es posible aplicar los requisitos respectivos con todos los componentes, como inversores, registradores de datos, tecnología de control remoto y comercializadores directos.
Figura 4: Se necesitan varios componentes para cumplir los requisitos de los operadores de la red. En este ejemplo, se utiliza un controlador EZA con telecontrol + comercialización directa y característica Q(U) o Q(P).
Puede explicar con más detalle la aplicación de un nuevo requisito?
Con mucho gusto. Relativamente nuevo en la VDE-4110 es el control Q (P/Pn) o el Q(U) con banda muerta de tensión. En el ejemplo (Figura 5 a) tenemos cuatro niveles diferentes para este control. Sin embargo, también hay operadores de red que requieren hasta siete niveles. Por supuesto, también podemos establecerlos en el registrador de datos.
Más abajo, en la figura 5 b, se puede ver dónde hay que respetar los valores. Es decir, donde se miden y pueden ser correspondientemente altos. Estos puntos se encuentran, por ejemplo, en la estación de transferencia o en la planta de generación. Además, se regula claramente lo que debe cumplirse en caso de fallo de la tecnología de telecontrol o medición. En este ejemplo, la operación continuaría con el último valor válido recibido. Todos estos ajustes se pueden realizar en el sistema Solar-Log.
Figura 5: Cuestionario sobre los requisitos que el operador de la red impone al sistema fotovoltaico correspondiente.
Acabamos de ver el cuestionario que tienen que rellenar los clientes. ¿Ofrece Solar-Log a sus clientes algún otro tipo de ayuda para la aplicación de la normativa VDE?
Sí. Somos conscientes de que el operador de la planta tiene que lidiar con un gran número de requisitos y burocracia y no puede ser un profesional en todas las áreas. Por ello, ofrecemos un servicio integral o un apoyo al proyecto si es necesario. Esto implica cuatro pasos:
- Informamos al cliente sobre las posibles soluciones para aplicar la normativa requerida.
- Planificamos y coordinamos la solución con él y el operador de la red. A continuación, pedimos los componentes necesarios.
- Ayudamos al cliente a instalar los componentes y a ponerlos en marcha.
- Y, por último, nos encargamos de una puesta en marcha sin problemas y de los informes posteriores.
Cómo se beneficia el operador del sistema? Y cómo hace avanzar a la industria solar?
Básicamente, se trata de garantizar la estabilidad de la red y, por lo tanto, permitir que el mayor número posible de plantas de energía renovable y fotovoltaica alimenten la red. En el futuro, la proporción de plantas renovables debería aumentar y la normativa VDE crea prácticamente la base para ello. A largo plazo, es probable que esto no sea suficiente, pero se está trabajando en la ampliación de la red. Esto significa que el sector fotovoltaico y los operadores individuales de las plantas se beneficiarán de la normativa, aunque inicialmente suponga un trabajo adicional.
Puede darnos otro ejemplo práctico?
Hace poco, una empresa industrial tenía un sistema fotovoltaico instalado y quería inyectar su energía fotovoltaica en la red. Esta planta demuestra una vez más que a menudo son necesarias soluciones individuales para la alimentación de la red de media tensión. Para la realización de la curva característica Q(U), se requería la medición en el punto de conexión a la red en el centro de transformación. Para ello, el Solar-Log necesita los valores de medición de un analizador de red compatible. Sin embargo, la adaptación habría sido muy difícil, ya que habría que desconectar todo el suministro eléctrico de la empresa.
Sin embargo, fue posible encontrar otro camino junto con el operador de la red. El operador de la red ya disponía de una medición correspondiente y aceptó transmitir los valores medidos necesarios a Solar-Log a través de la interfaz Modbus TCP PM. Así, el cliente se ahorró mucho tiempo y dinero por la instalación adicional. También pudimos completar rápidamente las pruebas de configuración y puesta en marcha junto con el instalador y el operador de la red. Al final, el sistema fotovoltaico alimentó la red rápidamente y el cliente no tuvo que incurrir en ningún coste adicional.
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