Fraunhofer ISE desarrolla inversores para la alimentación directa a la red eléctrica ferroviaria
La red ferroviaria se diferencia de la red eléctrica por su frecuencia de 16,7 hercios y funciona únicamente en modo monofásico. El inversor central, desarrollado por Vensys Elektrotechnik, socio del proyecto, tiene una capacidad de dos megavatios y se divide en dos inversores simétricos, cada uno con una capacidad de un megavatio. En el Laboratorio Multimegavatio del Fraunhofer ISE, se midió una eficiencia del 96,6 %, incluyendo el autoconsumo.
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Fraunhofer ISE también desarrolló controles para la operación de los convertidores en la red. Se investigaron diversas opciones de conexión a la red: los sistemas más pequeños, de hasta cinco megavatios, podrían alimentarse directamente a la línea aérea, mientras que los sistemas medianos, de hasta doce megavatios, podrían alimentarse mediante barras colectoras en subestaciones. Los sistemas grandes, de hasta 40 megavatios, requerirían una subestación dedicada con transformador y aparamenta.
Gran potencial para la energía solar a lo largo de las líneas ferroviariasOtro enfoque del proyecto fue el análisis de emplazamientos adecuados a lo largo de las líneas ferroviarias. El equipo identificó emplazamientos a nivel nacional en un radio de dos kilómetros de las subestaciones ferroviarias y simuló su potencial. El resultado: una capacidad nominal instalable de 37,6 gigavatios y un potencial de producción eléctrica de 32,9 teravatios hora al año.
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En comparación, la demanda de electricidad para las operaciones ferroviarias en la red eléctrica de tracción fue de aproximadamente 7,5 teravatios por hora en 2023. «Una parte significativa de la demanda energética de la red eléctrica de tracción podría cubrirse con energía fotovoltaica, ya que el potencial de la superficie fotovoltaica a lo largo de las líneas ferroviarias es mucho mayor que la cantidad de energía necesaria en la red eléctrica de tracción», afirma Andreas Hensel, director del proyecto PV4Rail en Fraunhofer ISE.
Los obstáculos regulatorios ralentizan la implementaciónHasta la fecha, en Alemania no existen sistemas solares que alimenten directamente la red eléctrica ferroviaria. En Austria, sin embargo, ya se han puesto en marcha varios sistemas con una capacidad de más de diez megavatios. No obstante, Deutsche Bahn tiene requisitos específicos para la tecnología de inversores: solo los inversores de tensión son compatibles con los sistemas de control y señalización. Este comportamiento ya se ha probado en un entorno de simulación durante el proyecto y podría desarrollarse en un proyecto posterior.
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Deutsche Bahn opera su propia red eléctrica, de aproximadamente 8.000 kilómetros de longitud. Actualmente, alberga instalaciones generadoras con una capacidad aproximada de 2 GW, principalmente centrales eléctricas convencionales e hidroeléctricas. La inyección directa de energía solar podría convertirse en un elemento clave para la descarbonización de la energía ferroviaria, siempre que se superen los obstáculos regulatorios y técnicos. (nhp)
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