Huawei presentó LUTERRA, su nueva plataforma FusionSolar de sistema de almacenamiento de energía (ESS) con formación de red inteligente, durante la feria Intersolar Europe, realizada en Alemania. La compañía sostiene que esta solución incorpora avances tecnológicos orientados a mejorar la eficiencia, simplificar la instalación y ofrecer capacidades de formación de red (Grid Forming, GFM) a nivel de planta.

Steve Zheng, presidente de Smart ESS Business de Huawei Digital Power, explicó que la plataforma ha sido diseñada para ofrecer una eficiencia líder en el sector mediante una solución de almacenamiento en baterías de fácil implementación.

La tecnología de formación de red de Huawei ya ha sido validada en operaciones reales, entre ellas la microrred más grande del mundo alimentada al 100 % con energía renovable, ubicada en el complejo turístico The Red Sea, en Arabia Saudita. El proyecto, que integra 400 MW de energía solar fotovoltaica y sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) de 1,3 GWh, ha operado de manera estable durante más de dos años, demostrando que la coordinación entre múltiples emplazamientos de recursos energéticos con tecnología GFM es posible a escala de gigavatios-hora.

Aunque pocos proyectos alcanzarán esa magnitud, Huawei afirma que su tecnología permite generar mayores ingresos, un mejor rendimiento y una integración eficiente con la energía solar para distintos tipos de clientes.

Entre las características destacadas de la plataforma se encuentran una eficiencia de ciclo completo (RTE) líder en la industria, control de alta precisión del estado de carga (SOC) y optimización desde la celda hasta el paquete. Según Zheng, estos resultados se alcanzan mediante la integración de disciplinas como la electroquímica, la ingeniería eléctrica, la electrónica, la termodinámica, la tecnología de control y la tecnología de predicción.

Huawei asegura que el control integral de toda la solución permite alcanzar una eficiencia del 93,1 % en el lado de baja tensión del sistema de conversión de energía (PCS) a una temperatura ambiente de 25 °C, con una precisión del SOC de 2,5 % en ambos extremos y del 3 % en la zona intermedia.

El diseño integra gestión térmica desde la celda hasta el paquete, sistemas de refrigeración por líquido y una arquitectura de conmutación de alta tensión basada en carburo de silicio (SiC), configuración que, según la empresa, ofrece ventajas para aplicaciones de almacenamiento de energía de larga duración (LDES).

Huawei también señala que su arquitectura en cadena incorpora un optimizador para cada paquete y un controlador para cada rack, con el propósito de abordar la inconsistencia electroquímica, especialmente durante el ciclo de vida de las baterías.

De acuerdo con Zheng, la nueva solución eleva por primera vez la tensión de corriente alterna hasta 1.000 V CA mediante el uso de componentes SiC, reduciendo pérdidas del sistema y aumentando la eficiencia. Asimismo, la tecnología de refrigeración inteligente distribuida incrementa la superficie de disipación de calor y, junto con una alta eficiencia de ida y vuelta (RTE), una mayor consistencia, un elevado nivel de SOC y una alta disponibilidad, mejora el rendimiento de la solución en más de un 10 % frente a soluciones convencionales.

En cuanto a la implementación, Huawei afirma que el sistema fue diseñado para facilitar tanto la instalación como la logística. En una planta BESS de 1 GWh, la plataforma LUTERRA reduce el tiempo de entrega en al menos un 30 %, disminuye los costos del balance de planta (BOP) en al menos un 20 % y reduce la superficie ocupada en un metro cuadrado por cada megavatio-hora instalado, en comparación con soluciones tradicionales.

Estos resultados, según Zheng, son posibles gracias a la arquitectura de barra colectora pasante (through-busbar) patentada por Huawei, que permite una instalación flexible, ampliación de capacidad y tasas C adaptables para carga y descarga durante todo el ciclo de vida del proyecto.

Formación de red para una red eléctrica estable

Huawei destaca que las tecnologías de formación de red han adquirido una importancia creciente para fortalecer la estabilidad de los sistemas eléctricos a medida que aumenta la participación de fuentes de energía renovable variable.

Históricamente, la frecuencia y la tensión de las redes eléctricas dependían de la masa giratoria de las turbinas de generación térmica. Sin embargo, el crecimiento de las energías renovables plantea nuevos desafíos para mantener la estabilidad del sistema.

Según la compañía, los inversores con funciones GFM pueden proporcionar inercia, relación de cortocircuito (SCR) y otras capacidades esenciales como el arranque autónomo. Por ello, países como Reino Unido, Australia y China avanzan en la implementación de recursos de formación de red.

En Europa, los cuatro operadores de sistemas de transmisión (TSO) de Alemania lanzaron este año un mercado de servicios de inercia a largo plazo para activos BESS con capacidad GFM, mientras que ENTSO-E, asociación que agrupa a los operadores de transmisión de 36 países europeos, elaboró directrices técnicas sobre los requisitos de formación de red.

Steve Zheng afirmó que la tecnología de formación de red es fundamental para mantener la estabilidad de una red con alta participación de energías renovables y explicó que esta evolución ha pasado de equipos individuales a conjuntos de equipos y centrales eléctricas completas.

Huawei identifica seis capacidades principales de formación de red: inercia, nivel de cortocircuito, regulación primaria de frecuencia, amortiguación de oscilaciones de potencia, arranque autónomo y conmutación entre modo conectado y desconectado de la red mediante modo de generador síncrono virtual (VSG).

La empresa considera que el desarrollo de la formación de red a nivel de planta constituye un paso clave para el sector. En una planta BESS de 100 MW pueden operar miles de dispositivos de electrónica de potencia en modo GFM, lo que representa un reto para coordinar hardware y software de manera simultánea.

Además del proyecto The Red Sea, Huawei indica que su tecnología ha sido implementada en proyectos de formación de red a gran escala en Alemania, Bulgaria, Filipinas y China.

Estrategia enfocada en la optimización del sistema

Huawei señala que desarrolló la solución de almacenamiento de energía GFM de mayor tamaño del sector, optimizada para el balance de planta (BOP) a nivel de sistema.

La estrategia de desarrollo del producto se centra no solo en incrementar la densidad de potencia y energía de un contenedor individual, sino en optimizar el desempeño de toda la matriz o planta de almacenamiento.

Según Steve Zheng, un único contenedor o las celdas por sí solas no constituyen un verdadero sistema de almacenamiento de energía, por lo que Huawei considera cada conjunto como la unidad básica para el diseño y la planificación de la solución.

La plataforma de ESS de formación de red inteligente incorpora una arquitectura de alta tensión de dos etapas con 1.000 V CA. Huawei sostiene que esta configuración permite afrontar desafíos operativos tanto en plantas de generación renovable para empresas de servicios públicos como en instalaciones de almacenamiento para los sectores comercial e industrial (C&I), especialmente ante requisitos cada vez más exigentes de apoyo a la red.

De acuerdo con Zheng, la arquitectura de dos etapas ofrece una mayor seguridad para la red eléctrica frente a los sistemas convencionales de una sola etapa.

La compañía explica que, bajo condiciones de capacidad para soportar sobretensiones (HVRT), la corriente de arranque circula entre la red eléctrica y el PCS. Cuando el estado de carga de la batería es bajo, esta condición puede ocasionar fallas en el aislamiento de la batería o incluso problemas graves de seguridad.

Asimismo, durante eventos de huecos de tensión (LVRT), el sistema requiere mantener una determinada potencia activa constante para facilitar una recuperación rápida de la red eléctrica, ventajas que, según Huawei, no están disponibles en las arquitecturas de una sola etapa.

Fuente: Huawei.