Soluciones de almacenamiento de energía fuera de la red y en microrredes

Soluciones de almacenamiento de energía fuera de la red y en microrredes:

Construir una base estable y autónoma para la energía verde

Introducción

En zonas remotas sin cobertura de red, zonas mineras insulares con redes débiles o lugares especiales con requisitos extremadamente altos de continuidad eléctrica, un suministro eléctrico estable y confiable es fundamental para la supervivencia y el desarrollo. Las soluciones de almacenamiento de energía fuera de la red y en microrredes combinan inteligentemente sistemas de almacenamiento de energía con fuentes de energía distribuidas (como la fotovoltaica y las turbinas eólicas) y generadores tradicionales para construir una red eléctrica local que opera de forma independiente o puede alternarse con flexibilidad entre la red y fuera de ella. No solo es clave para resolver el problema de "tener o no tener electricidad", sino también un medio fundamental para lograr la autosuficiencia energética, mejorar la calidad de la energía y reducir los costos energéticos a largo plazo, proporcionando un sólido respaldo energético para los medios de vida de las personas, la producción industrial y minera, la respuesta a emergencias y las comunidades verdes en zonas remotas.

Escenario de aplicación típico

1. Sistema de suministro de energía puramente fuera de la red:Proporciona una solución de suministro de energía 100% autosuficiente basada en “energía fotovoltaica/eólica + almacenamiento de energía” para aldeas remotas, islas, puestos de avanzada en mesetas, estaciones de trabajo de campo y otras áreas sin cobertura de red pública, garantizando un suministro de energía ininterrumpido las 24 horas del día.
2. Sistema de mejora de red débil:En áreas al final de la red eléctrica o en áreas con mala calidad de energía, se forma una microrred conectando el almacenamiento de energía, que puede suavizar eficazmente las fluctuaciones de la red, gestionar caídas de voltaje y desviaciones de frecuencia y proporcionar energía de alta calidad a cargas sensibles.
3. Microrredes complementarias multienergéticas:En parques industriales, bases, islas y otros escenarios, integran múltiples fuentes de energía como la fotovoltaica, la eólica y el almacenamiento de energía, y logran una combinación y programación óptimas a través de la gestión inteligente de la energía, a fin de maximizar el uso de energía renovable, garantizar la confiabilidad del suministro de energía y reducir los costos generales de energía.
4. Unidad independiente integrada de almacenamiento y carga fotovoltaica:En lugares donde el acceso a la red es inconveniente o demasiado costoso, como áreas de servicio de carreteras, lugares pintorescos remotos y sitios de construcción temporales, se construye una unidad de suministro de energía independiente integrada con sus propias pilas fotovoltaicas, de almacenamiento de energía y de carga para lograr la autogeneración y el autoconsumo de energía verde.

Figura 1. Aplicaciones fuera de la red/microrredes

Estudios de casos de clientes

Caso 1: Sistema de almacenamiento de energía en microrredes para la energía de respaldo de estaciones base de comunicaciones

• Puntos críticos del clienteLas estaciones base de comunicaciones en zonas remotas tradicionalmente dependen de generadores diésel como fuente de energía de respaldo, lo que se ve afectado por los altos costos de transporte de combustible, el mantenimiento frecuente, la considerable contaminación acústica y la inestabilidad del arranque del generador en condiciones de bajas temperaturas o condiciones climáticas adversas. Especialmente durante períodos críticos, como la prevención de incendios forestales, es extremadamente urgente garantizar el suministro eléctrico continuo a las estaciones base y evitar interrupciones en las comunicaciones.
• Solución:Se construyó un sistema de microrred de respaldo fuera de la red con almacenamiento de energía como núcleo y fotovoltaica como complemento, reemplazando por completo el generador diésel original.
• Modos de funcionamientoEl sistema opera principalmente en dos modos: conectado a la red y aislado. Cuando la red eléctrica es normal, el sistema de almacenamiento de energía está en modo de espera o realiza el corte de picos y el llenado de valles según sea necesario. Si se interrumpe la red eléctrica, el sistema puede cambiar sin problemas al modo aislado, donde la batería de almacenamiento de energía suministra energía de forma independiente a la carga de la estación base.
• Resultados de la implementaciónEl proyecto eliminó con éxito el generador diésel, logrando cero emisiones, funcionamiento silencioso y funcionamiento sin supervisión de la fuente de alimentación de respaldo.

 Figura 2. Sistema de almacenamiento de energía de microrred para energía de respaldo de estaciones base de comunicaciones

Estudio de caso 2: Sistema de microrred fuera de la red que combina energía eólica y solar con almacenamiento de energía

• Puntos críticos del clienteSe necesita un suministro eléctrico estable y confiable para satisfacer las necesidades diarias de iluminación, comunicación y funcionamiento de los equipos. Las fuentes de energía eólica o solar se ven muy afectadas por el clima, lo que resulta en una producción muy inestable y la imposibilidad de garantizar un suministro eléctrico continuo.
• SoluciónSe implementó un sistema de microrred independiente que complementa la energía eólica, solar y de almacenamiento, compuesto por un sistema fotovoltaico de 5 kWp, una turbina eólica de 5 kW y un sistema de almacenamiento de energía de 30 kWh. El sistema de almacenamiento de energía actúa como concentrador y estabilizador de energía, empleando un controlador inteligente con un amplio rango de voltaje de entrada para gestionar eficientemente la entrada de energía del sistema fotovoltaico y la turbina eólica, y para gestionar aproximadamente 2,5 kW de carga diaria.
• Modo de funcionamientoEl sistema de gestión energética coordina la energía eólica, solar y el almacenamiento de energía en tiempo real. Cuando los recursos eólicos y solares son abundantes, la generación de energía prioriza el suministro de la carga, y el exceso de energía se almacena en las baterías; cuando los recursos eólicos y solares son insuficientes, las baterías se descargan para compensar el déficit. En condiciones climáticas nubladas, lluviosas y sin viento, las baterías de almacenamiento de energía pueden soportar la carga de forma independiente durante varios días.
• 
  Resultados de la implementaciónLa hibridación eólica-solar ha mejorado significativamente la estabilidad general y la autosuficiencia del suministro de energía, con costos operativos casi nulos y sin contaminación acústica ni atmosférica, creando un modelo verde, bajo en carbono y confiable de suministro de energía independiente.
• 

Figura 3. Sistema de microrred fuera de la red que combina energía eólica y solar con almacenamiento de energía.

Caso 3: Sistema de microrred fotovoltaica + almacenamiento de energía fuera de la red

• Punto débil del cliente:Quieren aprovechar los abundantes recursos locales de energía solar.
• Solución:Se implementó un sistema de suministro de energía fuera de la red con almacenamiento de energía fotovoltaica de 5 kWp + 30 kWh.
• Modo de funcionamientoEl sistema funciona completamente aislado de la red eléctrica. Durante el día, la generación de energía fotovoltaica satisface la demanda de carga en tiempo real, y el excedente de energía se almacena en una batería de almacenamiento de energía de gran capacidad. Por la noche o en días nublados o lluviosos, la batería suministra toda la electricidad. La capacidad de diseño del sistema considera plenamente el consumo eléctrico diario de los usuarios y los días de energía de respaldo necesarios, garantizando un suministro eléctrico normal incluso durante varios días nublados o lluviosos consecutivos.
• Resultados de la implementaciónEl sistema funciona de forma estable, es de fácil mantenimiento y logra la autosuficiencia eléctrica. El coste de la electricidad es prácticamente nulo tras la inversión inicial, lo que lo convierte en una solución económica y eficiente al problema del suministro eléctrico en zonas sin electricidad.

Figura 4. Sistema de microrred fuera de la red con almacenamiento de energía fotovoltaica

Conclusión

Las soluciones de almacenamiento de energía fuera de la red y en microrredes son cruciales para lograr la autosuficiencia energética y garantizar un suministro eléctrico estable en zonas sin redes eléctricas o con redes eléctricas débiles. Con los avances en energías renovables y tecnologías de almacenamiento de energía, la construcción de sistemas de energía limpios, confiables e independientes se ha convertido en una clara tendencia. Seguiremos ofreciendo productos y soluciones eficientes y estables, ofreciendo un sólido soporte energético para diversos escenarios fuera de la red y en microrredes.