Ingresando a la era de la red de cadenas inteligentes que forma ESS con Huawei

Este año, Huawei organizó una ceremonia para destacar su "Estrategia FusionSolar" y lanzar la nueva generación de la plataforma ESS de formación de red inteligente. Steven Zhou, presidente de la línea de productos Smart PV y ESS de Huawei Digital Power, también habló sobre el compromiso a largo plazo de la compañía con su estrategia FusionSolar, las oportunidades que surgen de la transición energética y las dos características clave de la nueva plataforma ESS.

Al ser preguntado sobre la estrategia de FusionSolar, Zhou la describió como la integración de tecnologías 4T (bit, vatio, calor y batería) para construir la infraestructura energética de los nuevos sistemas de energía. Con la profunda convergencia de estas tecnologías, Huawei crea una innovadora plataforma ESS para la formación de redes inteligentes en cadena. Zhou destacó tres propuestas de valor clave tras este enfoque:

1. Formación de redes para todo escenario: la tecnología de formación de redes se aplica a la generación, transmisión, distribución y consumo de energía para garantizar la estabilidad a largo plazo de los nuevos sistemas de energía.
2. Seguridad de celda a red: se implementan medidas de seguridad para cada fase para garantizar la seguridad de los equipos, el personal y los activos.
3. Uno para todos: la plataforma de gestión colaborativa PV+ESS impulsada por IA puede adaptarse a varios modelos comerciales para implementar la predicción del rendimiento energético y la optimización automática de las políticas operativas.

Hay dos características clave de la nueva estrategia de la plataforma ESS: el compromiso con la arquitectura de cadenas y la provisión de una solución integral para la formación de redes.

Esto es especialmente significativo si tenemos en cuenta que, como dice Zhou, la industria energética mundial está atravesando un período de rápido cambio, tanto en términos de la importancia del papel del almacenamiento como de los altos estándares con los que deben operar dichos activos de almacenamiento.

“El almacenamiento se implementará cada vez más ampliamente en el futuro si queremos hacer la transición al sistema de energía renovable”, explicó Zhou. “Como dispositivos electroquímicos, las celdas presentan inconsistencias inherentes debido a las materias primas, la fabricación, las condiciones de temperatura de operación, etc. El rendimiento general de un sistema de almacenamiento de energía se ve limitado por su celda más débil”.

Una sola celda con bajo rendimiento o degradada puede provocar un descontrol térmico y, con el tiempo, comprometer la seguridad de todo el sistema. Por lo tanto, gestionar las inconsistencias de las celdas durante su vida útil no solo es importante, sino esencial. Huawei ha mantenido un firme compromiso con la innovación basada en cadenas inteligentes. En 2013, fuimos pioneros en la aplicación de inversores de cadena inteligentes en plantas de energía solar a gran escala y, desde entonces, hemos marcado la trayectoria de desarrollo de la industria. El año pasado, la cuota de mercado global de inversores de cadena había crecido del 18 % al 73 %. La arquitectura de cadena se extiende al sistema de almacenamiento de energía, desde el primer ESS de cadena inteligente en el sector residencial hasta el comercial e industrial (C&I) y de servicios públicos. Por ello, este año lanzamos la estrategia de ESS para la formación de redes de cadena inteligentes, acelerando la consecución del objetivo de un sistema de energía 100 % renovable.

En la última plataforma ESS de formación de redes de strings inteligentes, el optimizador a nivel de paquete gestiona el sistema con una precisión significativamente mayor. Para un sistema típico de 5 MWh, la unidad mínima de gestión es el paquete de 104 celdas, mientras que en otros es de aproximadamente 5000 celdas. Zhou enfatizó: «Nuestras pruebas confirman que esta arquitectura de strings ofrece un 10 % más de producción energética durante su vida útil que las alternativas convencionales».

“Huawei ofrece una solución integral que incluye el sistema de formación de red de cadenas inteligentes (ESS), el sistema de suministro de energía de cadenas inteligentes (PCS), la estación transformadora inteligente, el controlador de matriz inteligente y el sistema de gestión de energía inteligente”, afirmó Zhou.

La solución integral de formación de red coordina exhaustivamente cada dispositivo del sistema mediante protocolos y algoritmos bien definidos. Puede capturar con precisión los cambios de frecuencia en milisegundos y lograr una rápida respuesta de regulación de frecuencia a nivel de planta. Además, se caracteriza por su alta disponibilidad, lo que garantiza la estabilidad del sistema eléctrico.

Basándose en su experiencia en los campos de PV y ESS, especialmente en lo referente a compatibilidad con la red y tecnologías de formación de red, Huawei Digital Power propone el sistema de tecnología ESS Smart String Grid-Forming y define los estándares básicos de las capacidades de formación de red: El ESS de formación de red debe tener capacidades de formación de red para todos los rendimientos, todas las condiciones de red y el ciclo de vida completo de generación, transmisión, distribución y consumo de energía.

Zhou continuó destacando seis componentes formadores de red a escala de servicios públicos de las ofertas de la empresa:

1. Nivel de cortocircuito: 1x a 6x corriente de cortocircuito
2. Inercia: constante de tiempo de inercia que varía de 0 s a 20 s, acción en 5 ms
3. Regulación de frecuencia primaria: tiempo de respuesta en toda la planta < 200 ms
4. Amortiguación de oscilación de potencia: Amortiguación de oscilación de banda ancha de 0,1 Hz a 100 Hz
5. Arranque en negro: arranque en negro para una planta de nivel de GWh en un plazo de minutos
6. Conmutación entre red y fuera de ella: conmutación sin interrupciones en el modo VSG

“Aprovechando estas seis capacidades, el ESS de formación de red inteligente de Huawei puede garantizar una formación de red estable las 24 horas, los 7 días de la semana, independientemente del estado de carga (SOC), el SCR de la red y la evolución futura de la arquitectura energética”, continuó Zhou. “Ofrece un soporte fiable para el sistema eléctrico y es aplicable a diversos modelos de negocio”.

En cuanto a la generación, la solución se adapta a cualquier red y permite una transmisión de energía estable. Las funciones de control de voltaje, frecuencia y ángulo de potencia, así como los efectos de aplicación, son equivalentes a los de los condensadores síncronos. La solución ESS formadora de red se caracteriza por su sencillo mantenimiento y una menor inversión en su ciclo de vida.

En el sector de transmisión y distribución, la solución estabiliza el voltaje y la frecuencia, facilita el arranque en negro y mitiga las deficiencias de suministro eléctrico en los centros de carga. El mercado eléctrico se está expandiendo, pasando de los mercados de energía y capacidad a los de servicios auxiliares, como la energía reactiva y los servicios de inercia. El ESS Smart String Grid-Forming de Huawei ofrece una solución integral, lo que significa una plataforma que se adapta a diversos modelos de negocio y permite una evolución flexible.

En cuanto al consumo, la conmutación fluida entre la red y su funcionamiento fuera de ella y estable permiten la existencia de microrredes alimentadas al 100 % por energías renovables.

Este enfoque ya se ha implementado en la microrred fotovoltaica con ESS más grande del mundo, en el destino del Mar Rojo en Arabia Saudita. Esta microrred ha suministrado electricidad 100 % renovable durante más de 21 meses y ha generado más de mil millones de kilovatios-hora de electricidad verde. La tecnología fotovoltaica y ESS de Huawei, que forma parte de la red, ha garantizado un suministro eléctrico continuo y estable para cargas críticas como aeropuertos y hoteles, logrando una fiabilidad del 99,9 %.

La seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) exige una protección sistemática de alto nivel, desde la celda hasta la red eléctrica. A nivel de celda, Huawei selecciona celdas de batería de proveedores líderes mediante rigurosas pruebas; la tecnología de IA se adopta tanto durante la fabricación como durante la operación para identificar y rastrear riesgos de seguridad con antelación. A nivel de paquete, se utilizan tecnologías integradas como refrigeración ultrarrápida, protección de aislamiento térmico y barrera de oxígeno de presión positiva para evitar la propagación de la fuga térmica. A nivel de contenedor, cada bastidor está diseñado con un conducto de humos direccional para garantizar que el gas combustible se descargue del paquete por el camino más corto y no se acumule en el contenedor. A nivel de sistema y red eléctrica, basado en una arquitectura de doble etapa, cuando se produce el paso de alta tensión, no entra corriente inversa en la batería, lo que evita la fuga térmica.

Consideramos la calidad como nuestra principal estrategia y la garantizamos mediante procesos y mecanismos. Para la seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS), seguiremos avanzando desde la ausencia de propagación de incendios hasta la eliminación total de humo, desde el aislamiento automático de fallos del sistema hasta la recuperación de fallos del sistema.

Cuando se le preguntó sobre el trabajo de Huawei en varios mercados alrededor del mundo, Zhou señaló dos ejemplos europeos como evidencia de los éxitos de la compañía.

“En los Países Bajos, los sistemas ESS y C&I son muy populares y tienen una gran demanda en el mercado”, explicó Zhou. “Los complejos industriales que desean aumentar su producción no disponen de suficiente capacidad eléctrica en sus puntos de conexión. Esto supone un gran cambio”.

“Para Alemania, la situación es bastante diferente, ya que tienen plantas más grandes en el norte del país y desean transferir la electricidad del norte al sur; tienen demanda de generación renovable”, añadió Zhou. Europa ha experimentado un mayor interés por nuevos sistemas de almacenamiento en los últimos años, añadiendo 11,9 GW de nueva capacidad en 2024, con Alemania e Italia a la cabeza en cuanto a aumentos de capacidad.

“Pero además, Alemania tiene objetivos ambiciosos”, continuó Zhou, destacando cómo el almacenamiento puede asumir una mayor carga para satisfacer la demanda energética en una combinación energética cambiante.

Alemania desmanteló gradualmente todas sus centrales nucleares en 2023 y planea cerrar las centrales de carbón, lo que representa un desafío para la estabilidad de la red de transmisión y distribución. Para abordar esto, Alemania se convirtió en el primer país en adaptar los códigos de red para las tecnologías de formación de red y planea establecer mercados para servicios de inercia y arranque en negro mediante licitaciones. Las soluciones de formación de red de Huawei ofrecen capacidades superiores. Nuestras soluciones no solo cumplen con los estándares técnicos para los servicios de arranque en negro y regulación de frecuencia en Alemania, sino que también superan a los generadores convencionales. Con ventajas como la activación del arranque en negro en minutos y un tiempo de respuesta de frecuencia de milisegundos, nuestra tecnología allanará el camino para la eliminación gradual de las centrales eléctricas convencionales, a la vez que garantiza la estabilidad de la red.