La energía renovable mundial sigue creciendo rápidamente. Sin embargo, la infraestructura de los sistemas de alimentación de distintos países se encuentra con desafíos a medida que se desarrolla en diversas fases. Los sistemas de almacenamiento de energía se usan cada vez más en diferentes escenarios. Con el aumento de la tasa de penetración de las energías solar y eólica, en el desarrollo a largo plazo, las tecnologías GFor se convertirán en un camino crítico y una opción inevitable para la evolución del sistema energético global.
La solución del ESS con GFor FusionSolar de Huawei, lanzada en el pasado, ya se ha adoptado en el área del Mar Rojo, en Oriente Medio. Al combinar una capacidad FV de 400 MW con sistemas de almacenamiento de energía (ESS) de 1,3 GWh, es la microrred FV+ESS con 100 % de energía renovable más grande del mundo. Ha funcionado de forma estable durante más de 21 meses y ha proporcionado más de mil millones de kWh de electricidad limpia. Este sistema también se ha usado en Alemania, Bulgaria, Filipinas y China como parte del impulso de la empresa para desplegar sus productos y servicios en todo el mundo.
Este año, Huawei ha organizado una ceremonia para anunciar su «Estrategia FusionSolar» y lanzar la nueva generación de la plataforma de ESS inteligente de strings con tecnología GFor. Steven Zhou, presidente de la línea de productos de energía FV inteligente y ESS de Huawei Digital Power, también habló sobre los compromisos de larga data de la empresa con su estrategia FusionSolar, las oportunidades que surgen de la transición energética y las dos características clave de la nueva plataforma del ESS.
La estrategia FusionSolar
Cuando se le preguntó acerca de la estrategia FusionSolar, Zhou la describió como una integración de las «tecnologías 4T (bits, vatios, calor y batería) para construir la infraestructura energética de los nuevos sistemas de alimentación». Con la convergencia profunda de estas tecnologías, Huawei ha creado una innovadora plataforma de ESS inteligente de strings con tecnología GFor. Zhou subrayó tres propuestas de valor claves como parte de este enfoque:
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GFor adaptable a todos los escenarios: La tecnología GFor se aplica a la generación, transmisión, distribución y consumo de energía para garantizar la estabilidad a largo plazo de los sistemas de alimentación nuevos.
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Seguridad desde la celda hasta la red eléctrica: Se adoptan medidas de seguridad para cada fase con el objetivo de garantizar la seguridad de los equipos, el personal y los activos.
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Iniciativa «uno para todo»: La plataforma de gestión colaborativa FV+ESS con IA puede adaptarse a diversos modelos comerciales para llevar a cabo la predicción de la producción energética y la optimización automática de las políticas operativas.
Hay dos características claves de la estrategia de la nueva plataforma del ESS: el compromiso con la arquitectura de strings y una solución GFor unificada.
Compromiso con la arquitectura de strings
Es especialmente significativa si se tiene en cuenta, como dice Zhou, que el sector energético mundial está atravesando un período de cambios rápidos tanto en términos de la importancia del almacenamiento como en términos de los altos estándares con los que deben funcionar los equipos de almacenamiento.
«Si queremos evolucionar hacia un sistema de alimentación de energías renovables, el almacenamiento será cada vez más usado en el futuro», explicó Zhou. «Como dispositivos electroquímicos, las celdas tienen discrepancias inherentes debido a las materias primas [y] las condiciones de fabricación, las temperaturas de funcionamiento, etc. El rendimiento general de un sistema de almacenamiento de energía se ve limitado por su celda más débil».
«Una sola celda de bajo rendimiento o deteriorada puede provocar aún más fugas térmicas y, en última instancia, poner en peligro la seguridad de todo el sistema. Por lo tanto, la gestión de las discrepancias de las celdas durante la vida útil no solo es importante, sino esencial. Huawei ha mantenido su compromiso firme con la innovación inteligente basada en string. En 2013, fuimos pioneros en la aplicación de inversores de strings inteligentes en plantas eléctricas solares de servicios públicos, y desde entonces hemos dado forma a la trayectoria de desarrollo del sector. El año pasado, la cuota de mercado mundial de los inversores de strings creció del 18 % al 73 %. La arquitectura de strings se extiende al sistema de almacenamiento de energía, desde el primer ESS inteligente de strings residencial hasta el ESS comercial/industrial (C&I) y de servicios públicos. Por eso, este año, hemos lanzado la estrategia del ESS inteligente de strings con tecnología GFor para acelerar el cumplimiento del objetivo de un sistema de alimentación con energías 100 % renovables».
En la plataforma más reciente del ESS inteligente de strings con tecnología GFor, el optimizador a nivel de grupo de baterías gestiona el sistema con una precisión significativamente superior. En un sistema típico de 5 MWh, la unidad de gestión mínima es el grupo de 104 celdas, mientras que otros tienen alrededor de 5.000 celdas. Zhou enfatizó: «Nuestras pruebas confirman que esta arquitectura de strings ofrece durante su vida útil una producción energética un 10 % superior a la de las alternativas convencionales».
Solución GFor unificada
«Huawei ofrece una solución unificada que está compuesta por el ESS inteligente de strings con tecnología GFor, el PCS inteligente de strings, la estación de transformación inteligente, el controlador inteligente de conjuntos y el sistema de gestión de energía inteligente», dijo Zhou.
La solución GFor unificada coordina en profundidad cada dispositivo del sistema mediante protocolos y algoritmos bien definidos. Puede capturar con precisión los cambios de frecuencia en milisegundos y conseguir una rápida respuesta de regulación de frecuencia a nivel de la planta. Además, se presenta con una alta disponibilidad del sistema, lo que constituye una sólida garantía para el funcionamiento estable del sistema de alimentación.
Aprovechando su experiencia en los campos FV y ESS, especialmente en lo que respecta a la compatibilidad con la red eléctrica y las tecnologías GFor, Huawei Digital Power propone el sistema tecnológico del ESS inteligente de strings con GFor y define los estándares básicos de las capacidades GFor: el ESS con GFor debería contar con capacidades GFor para todos los rendimientos, todas las condiciones de la red eléctrica y el ciclo de vida completo de la generación, la transmisión, la distribución y el consumo de energía.
Zhou subrayó los seis componentes GFor de gran escala incluidos en las propuestas de la empresa:
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Nivel de cortocircuito: corriente de cortocircuito de valor nominal o 2 a 6 veces superior
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Inercia: constante de tiempo de inercia de entre 0 y 20 s, con acción en hasta 5 ms
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.Regulación de frecuencia primaria: tiempo de respuesta en toda la planta < 200 ms
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Amortiguamiento de oscilaciones de potencia: amortiguamiento de oscilaciones de banda ancha de 0,1 Hz a 100 Hz
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Arranque negro: arranque negro para una planta a nivel de GWh en cuestión de minutos
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Conmutación entre los modos con/sin conexión a la red eléctrica: conmutación sin interrupciones en modo VSG
«Aprovechando estas seis capacidades, el ESS inteligente de strings con GFor de Huawei garantiza un grid forming estable 24/7 independientemente del SOC, el SCR de la red eléctrica y la evolución futura de la arquitectura energética», continuó Zhou. «Ofrece un soporte fiable para el sistema de alimentación y se aplica a diversos modelos de negocio».
En cuanto a la generación energética, esta solución puede adaptarse a cualquier red eléctrica y permite que la energía se transmita de forma estable. Las funciones de control del ángulo de potencia, la frecuencia y el voltaje, así como los efectos de la aplicación, son equivalentes a los de los condensadores sincrónicos. La solución del ESS con GFor ofrece un mantenimiento sencillo y reduce la inversión durante el ciclo de vida.
En cuanto a la transmisión y la distribución de energía, esta solución estabiliza el voltaje y la frecuencia, admite el arranque negro y mitiga los efectos del suministro de energía deficiente en los centros de cargas. El mercado de la energía eléctrica se está expandiendo desde los mercados de energía y capacidad hacia los mercados de servicios auxiliares, como los de potencia reactiva e inercia. El ESS inteligente de strings con GFor de Huawei cuenta con adaptabilidad a todos los escenarios, lo que significa que es una plataforma que se adapta a diversos modelos de negocio y admite una evolución flexible.
En cuanto al consumo energético, la conmutación sin interrupciones entre los modos con/sin conexión a la red eléctrica y el funcionamiento estable en modo isla permiten que las microrredes se alimenten con energías renovables en un 100 %.
Este enfoque ya se ha adoptado en la microrred FV+ESS más grande del mundo, en el área del mar Rojo en Arabia Saudí. Esta microrred ha suministrado electricidad un 100 % renovable durante más de 21 meses y ha generado más de mil millones de kilovatios-hora de electricidad verde. El sistema FV+ESS con GFor de Huawei garantiza un suministro de energía continuo y estable para las cargas críticas, como en aeropuertos y hoteles, consiguiendo una fiabilidad del 99,9 %.
Protección de alto nivel desde la celda hasta la red eléctrica
La seguridad del ESS requiere una protección sistemática de alto nivel desde la celda hasta la red eléctrica. En cuanto a las celdas de baterías, Huawei escoge las de proveedores líderes con pruebas rigurosas; la IA se adopta tanto durante la fabricación como durante las operaciones para identificar y rastrear los riesgos de seguridad con antelación. A nivel de los grupos de baterías, se usan tecnologías integradas como el enfriamiento ultrarrápido, la protección de aislamiento térmico y la barrera de oxígeno de presión positiva para evitar la propagación de fugas térmicas. A nivel del contenedor, cada rack está diseñado con un conducto direccional para garantizar que los gases combustibles salgan del grupo de baterías siguiendo el trayecto más corto y que no se acumulen en el contenedor. A nivel del sistema y la red eléctrica, cuando se activa la continuidad del suministro ante un incremento de tensión, la corriente inversa no entra en la batería gracias a una arquitectura de dos etapas, lo que evita las fugas térmicas.
«La calidad es nuestra primera estrategia, y la garantizamos a través de procesos y mecanismos. Con respecto a la seguridad del ESS, seguiremos enfocándonos en evolucionar del objetivo de cero propagación del fuego al objetivo de solo humo, y del aislamiento automático de fallos del sistema a la recuperación ante fallos del sistema», concluyó Zhou.
Dejar una huella global
Cuando se le preguntó sobre el trabajo de Huawei en diversos mercados de todo el mundo, Zhou señaló dos ejemplos europeos como prueba del éxito de la empresa.
«En los Países Bajos, los [sistemas] ESS y C&I gozan de gran popularidad y son muy solicitados en el mercado», explicó Zhou. «En los complejos industriales, quienes quieren aumentar la producción, no tienen suficiente capacidad eléctrica en sus puntos de conexión. Este un gran cambio».
«El caso de Alemania es muy diferente, porque tienen plantas más grandes en la parte norte y quieren transferir la electricidad del norte al sur; tienen demandas con respecto a la generación de energías renovables», añadió Zhou. En Europa ha aumentado el apetito por nuevos sistemas de almacenamiento en los últimos años: se añadieron 11,9 GW de capacidad nueva en 2024, con Alemania e Italia a la cabeza en términos de ampliación de la capacidad.
«Pero, además, Alemania tiene objetivos ambiciosos», continuó Zhou, quien resaltó la forma en que el almacenamiento puede asumir una mayor carga para satisfacer la demanda de energía en una combinación energética cambiante.
«Alemania eliminó todas las plantas nucleares en 2023 y planea cerrar las centrales de carbón, lo que es un desafío para la estabilidad de la transmisión y la distribución de energía en la red eléctrica. Para solucionar este problema, este país fue el primero en adaptar los códigos red eléctrica a las tecnologías GFor, y planea establecer mercados para servicios de inercia y arranque negro a través de políticas de licitación. Las soluciones GFor de Huawei ofrecen capacidades superiores. Nuestras soluciones no solo cumplen los estándares técnicos de los servicios de arranque negro y regulación de frecuencia en Alemania, sino que además superan a los generadores convencionales. Con ventajas como la activación del arranque negro en cuestión de minutos y un tiempo de respuesta en frecuencia de milisegundos, nuestra tecnología allanará el camino para la eliminación de las plantas eléctricas convencionales y, al mismo tiempo, garantizará la estabilidad de la red eléctrica».
