La compañia Hitachi Energy insta a la acción inmediata para ampliar las redes eléctricas mundiales, reducir los cuellos de botella en las conexiones y acelerar la transición energética aumentando el despliegue de tecnología innovadora de electrónica de potencia.
Actualmente, 3,000 giga watts (GW) de proyectos renovables están en espera de conexión a la red, lo que equivale a cinco veces la cantidad de capacidad solar fotovoltaica (FV) y eólica añadida en 2022. Se calcula que, para 2040, deberán añadirse o sustituirse 80 millones de km de redes eléctricas, lo que requerirá que la inversión en redes se duplique hasta superar los 600.000 millones de dólares anuales en 2030 (IEA).
La creciente penetración de las energías renovables, la descentralización de la generación de energía y la electrificación y descarbonización de las industrias tradicionales basadas en los combustibles fósiles están creando entornos operativos desafiantes para los sistemas de energía. Debido a los flujos de energía más variables y a una menor inercia y predictibilidad, se requiere una capacidad de interconexión cada vez más controlada, corredores de energía verde que alimenten directamente a las ciudades, para apoyar la generación sostenible remota. La inercia es crucial para garantizar la estabilidad general de la red.
Para abordar estos desafíos y las necesidades de un sistema energético en rápida evolución, Hitachi Energy hoy lanza Grid-enSureTM en la Sesión de París del CIGRE 2024, una cartera de soluciones totalmente integradas que ayudan a mejorar la flexibilidad, resistencia y estabilidad de la red para acelerar la transición hacia energías sostenibles.
Grid-enSure aporta un nuevo enfoque holístico al diseño, la planificación y el funcionamiento de los sistemas de energía actuales y futuros. El portafolio se basa en los amplios servicios de asesoramiento y consultoría de Hitachi Energy para el desarrollo y la modernización de la red, una cadena de valor verticalizada interna para la electrónica de potencia y los sistemas de control avanzados, así como una sólida experiencia en el dominio de los sistemas de potencia y la ingeniería de control.
Los servicios de consultoría de Hitachi Energy también ayudan a los clientes a comprender los retos futuros y las soluciones Grid-enSure pertinentes para abordarlos. Las soluciones combinan las soluciones electrónicas de potencia actuales y futuras de Hitachi Energy, como la corriente continua de alta tensión (HVDC), los compensadores estáticos (STATCOM y Enhanced STATCOM), los convertidores de frecuencia estática (SFC), la corriente continua de media tensión (MVDC), las soluciones de almacenamiento de energía y las tecnologías de semiconductores.
“Nos encontramos en un momento decisivo de la transición energética. Con niveles sin precedentes de energía renovable en todo el mundo, debemos reconsiderar la forma en que diseñamos, planificamos y operamos los sistemas de energía para apoyar el rápido ritmo de la transición energética”, dijo Niklas Persson, Director General de la Unidad de Negocio de Integración de Red de Hitachi Energy. “Las soluciones tradicionales de tecnología energética no pueden proporcionar por sí solas la velocidad y las funcionalidades necesarias que requieren nuestras redes alimentadas con energías renovables, por lo que se necesita un enfoque más holístico”.
Las soluciones de electrónica de potencia de Grid-enSure incluyen tecnología avanzada de semiconductores -de fabricación totalmente propia- para permitir la conversión y el control rápidos y seguros de los flujos de energía, gracias a una mayor densidad de potencia y una frecuencia de conmutación óptima.
“Los sistemas de control de vanguardia ofrecen una respuesta en microsegundos para satisfacer las necesidades de la red, proporcionando la flexibilidad necesaria con la ayuda de funcionalidades de control avanzadas como la formación de red, la inercia sintética, la respuesta de frecuencia rápida, el control de voltaje, la interoperabilidad y mucho más. Esto sitúa al portafolio Grid-enSure en el centro de la transformación del sistema eléctrico”, declaró Inés Romero, Directora de Gestión de Producto y Estrategia de la Unidad de Negocio de Integración de Red de Hitachi Energy.
Sólo en la zona síncrona europea, se calcula que para 20301 se necesitarán 450 giga watts por segundo (GWs) de energía adicional para satisfacer las necesidades de inercia. En el pasado, este requisito se habría abordado mediante grandes generadores y máquinas síncronas giratorias. Las soluciones Grid-enSure de Hitachi Energy, como Enhanced-STATCOM, almacenan energía en forma de supercondensadores controlados por semiconductores de alta potencia, duplicando la tasa de utilización de la energía y reduciendo la capacidad instalada necesaria en un 20% o más, en comparación con las soluciones convencionales2.
Además, soluciones como HVDC, el STATCOM y el almacenamiento de energía pueden ayudar a estabilizar el voltaje y la frecuencia, mejorando la confiabilidad operativa y reduciendo la necesidad de construir nuevas centrales eléctricas.
La inversión en tecnologías STATCOM de nueva generación en todo el mundo podría suponer hasta un 40% menos de emisiones de CO2 durante una vida útil de 30 años en comparación con las alternativas tradicionales, mientras que la inversión en HVDC Light® de Hitachi Energy aporta más de un 65% de reducción de la huella de carbono en comparación con la tecnología HVDC tradicional.
Grid-enSure en acción
Grid-enSure es la solución innovadora que ha permitido la exitosa energización de Caithness Moray-Shetland en Escocia, un sistema de convertidores de fuente de tensión HVDC multiterminal líder en el mundo, que integra la generación de energía eólica de islas remotas. Proporciona rendimiento y resistencia a la red estabilizando la red de AC de Caithness, mediante el control de formación de red, y el parque eólico de Viking en Shetland, mediante el control de frecuencia y tensión de AC. Además, permite a la red responder rápidamente para suministrar de forma fiable el consumo eléctrico equivalente a unos 10 millones de hogares británicos.
En una instalación inicial en TransnetBW en Alemania, que suministra energía a 11 millones de personas y numerosas industrias, Grid-enSure mejorará la calidad de la energía aportando casi 2 GWs al nivel de inercia de la red y ayudando a reducir las emisiones de CO2 hasta en un 40% a lo largo de una vida útil de 30 años en comparación con las alternativas tradicionales. Además, sus avanzadas funciones de control, como el control de formación de red, aportan mejoras significativas respecto a soluciones anteriores.
Ya está en construcción la nueva Waratah Super Battery, cerca de Sídney, apoyada por una tecnología puntera de convertidores de potencia3. Cuando esté terminada, el sistema de almacenamiento de energía en baterías ayudará a Australia a cumplir su objetivo de energía renovable de añadir 33,000 giga watts por hora (GWh) cada año hasta 2030. El BESS de 850 megavatios/1680 mega watts por hora incluirá 288 sistemas de conversión de energía (PCS).
Otro ejemplo es el trabajo de asesoramiento y consultoría de Hitachi Energy en el diseño de una conexión única y sin precedentes de 250 km de corriente alterna desde la costa de Noruega. Al integrar por primera vez la tecnología STATCOM y condensadores en serie controlados por tiristores, la solución suministra energía hidroeléctrica a activos de petróleo y gas en alta mar, minimizando su huella de carbono.
Referencias:
1 https://eepublicdownloads.blob.core.windows.net/public-cdn-container/clean-documents/sdc-documents/231108_Project_Inertia_Phase_II_First_Report_FOR_PUBLICATION_clean.pdf
2 Según los cálculos de Hitachi Energy
3 https://www.hitachienergy.com/it/it/about-us/customer-success-stories/waratah-mega-battery-supercharges-energy-transition-in-sydney#:~:text=A%20new%20Super%20Battery%20now.renewable%20energy%20t arget%20of%20adding
