Almacenamiento de energía con arranque en negro: ¿A los inversores híbridos les gusta el almacenamiento de energía capaz de arrancar en negro? Contra cortes de energía y apagones temporales

La mayoría de los inversores no tienen capacidad de arranque en negro. Con algunos inversores es posible arrancarlos en negro cargando la batería separada antes de encender el inversor. Sin embargo, esto no siempre es posible y depende del tipo de inversor.

La nueva generación de inversores híbridos Black-Start dispone de un dispositivo de conmutación para la alimentación de respaldo, de modo que determinados consumidores puedan seguir recibiendo energía de emergencia en caso de un corte de corriente. Esta "corriente de reemplazo" permite que el inversor híbrido pueda arrancar en negro. También está disponible la recarga solar, en la que la batería continúa cargándose durante un fallo de la red para suministrar electricidad a los consumidores.

Serie de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus

La serie de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus tiene capacidad de arranque en negro - Imagen: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

La serie de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus tiene capacidad de arranque en negro.

Inversor híbrido GoodWe Serie 5-10KW ET Plus

Inversor híbrido para el hogar y almacenamiento de energía – de GoodWe – Imagen: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

El inversor híbrido GoodWe serie 5-10KW ET Plus con función de energía de emergencia (UPS) de alto voltaje. En caso de un corte de energía, la conmutación se produce en 10 milisegundos para garantizar un suministro de energía ininterrumpido para los consumidores conectados.

Los inversores híbridos trifásicos de la serie GoodWe ET-Plus fueron desarrollados para garantizar un flujo de energía estable para los consumidores conectados. Estos dispositivos cuentan con una salida de energía de emergencia trifásica con corriente trifásica y un rango de potencia de 5 kW, 6,5 kW, 8 kW y 10 kW.

El amplio rango de voltaje de la batería de 180 V a 550 V permite una compatibilidad flexible con múltiples sistemas de baterías de litio del mercado.

La potencia entrante del generador fotovoltaico puede ser hasta un 30% mayor que la potencia nominal. Esto da como resultado un mejor rendimiento energético en días calurosos y muy fríos. La función UPS (alimentación de emergencia) permite la conmutación en 10 milisegundos en caso de un corte de energía. El inversor también dispone de una interfaz de gestión de batería abierta, que cumple con los requisitos de algunos proveedores de energía.

El inversor híbrido GoodWe está equipado con una conexión de batería de alto voltaje y dos seguidores MPP independientes por separado, ofreciendo así un paquete completo. Este dispositivo se puede mantener actualizado a través de la aplicación GoodWe PV Master y los datos se transmiten al portal gratuito GoodWe SEMS a través de la interfaz WiFi integrada.

¿Los inversores HUAWEI son capaces de generar energía de emergencia?

No, por el momento no sabemos nada sobre si sucederá algo al respecto ni cuándo.

¿Es la tecnología solar de microinversores de Enphase capaz de proporcionar energía de emergencia?

A diferencia de un inversor string, que registra todos los módulos solares conectados (de forma centralizada), en un sistema solar descentralizado cada módulo solar se combina con un microinversor Enphase.

Más sobre esto aquí:

• Nuevo e innovador: sistema solar descentralizado y modular plug & play, diferente de los demás

El controlador del sistema IQ de Enphase aún no está disponible en Alemania. Pero debería llegar este año (2023). Detecta cuando la red eléctrica se corta y cambia sin problemas la energía de la red a la energía de respaldo en el hogar.

Además, con el nuevo microinversor Enphase IQ8, el sistema solar es capaz de proporcionar energía de respaldo en caso de un corte de energía sin necesidad de almacenamiento de batería.

El microinversor está disponible en cuatro versiones: como versión solo solar sin función de energía de emergencia y como versión de respaldo de luz solar con capacidad de funcionar fuera de la red sin almacenamiento de batería. El sistema también está disponible en combinación con una pequeña batería de almacenamiento en la versión de respaldo Home Essentials y con un gran almacenamiento en la versión de total independencia energética. Las tres últimas soluciones fuera de la red deben estar equipadas con un controlador del sistema Enphase para proporcionar energía solar al hogar durante un corte de energía.

Un arranque en negro es el restablecimiento del funcionamiento de una central eléctrica o parte de una red eléctrica después de un cierre total o parcial, sin tener que recurrir a la red de transmisión de energía externa.

La energía para reiniciar una planta de energía puede provenir de un generador de reserva en el sitio. Alternativamente, si se necesita una gran cantidad de electricidad, se puede utilizar una línea de conexión a otra central eléctrica para poner en funcionamiento el sistema. Una vez que las principales unidades generadoras estén operativas, se podrá reconectar la red de transmisión de energía y restablecer las cargas eléctricas.

La energía de arranque en negro se puede garantizar mediante un acuerdo mediante el cual se paga a un proveedor de energía específico para que proporcione energía de arranque en negro cuando sea necesario. No todas las centrales eléctricas son adecuadas para proporcionar energía de arranque en negro a una red.

La capacidad de arranque en negro es especialmente importante en caso de un corte de energía generalizado para que la red eléctrica vuelva a funcionar. Normalmente, la energía necesaria para poner en marcha una unidad de generación de energía se toma de la red. La energía de las unidades generadoras capaces de arrancar en negro se puede utilizar luego para poner en marcha unidades generadoras que no son capaces de arrancar en negro.

A diferencia de las centrales hidroeléctricas, las centrales térmicas requieren un alto nivel de energía (eléctrica) para sus propias necesidades antes de poder proporcionar energía eléctrica o térmica por sí mismas. Si un bloque de central nuclear o de carbón dispone de una unidad de arranque en negro con suficiente potencia, también se puede conseguir la capacidad de arranque en negro para todo el sistema. Suelen ser turbinas de gas que se ponen en funcionamiento con arranque negro utilizando energía de acumuladores o generadores diésel. Los generadores diésel suelen estar presentes en las centrales nucleares por motivos de redundancia, ya que incluso después de una parada de emergencia (o simplemente de una parada normal) del reactor se sigue produciendo calor de desintegración, que debe ser disipado por el refrigerante. El fallo de este sistema fue uno de los aspectos que propició el accidente nuclear de Fukushima. En cada red, un número suficiente de centrales eléctricas debe estar equipadas con capacidad de arranque en negro para que estén disponibles para un reinicio rápido de la red después de un colapso.

Una central eléctrica de arranque en negro debe tener características especiales:

• Debería poder arrancar rápidamente: si el arranque en negro tarda mucho tiempo, entonces la central eléctrica no puede ayudar a reiniciar una red colapsada; Otras centrales eléctricas podrían ayudarle en la salida; su capacidad de salida en negro resulta entonces inútil.
• Debe poder funcionar independientemente de fuentes de energía externas: no solo el proceso puro de generación de energía, sino también otros requisitos auxiliares deben funcionar independientemente de la red (centro de control, sistemas telefónicos y de comunicación con los operadores y administradores de la red, subestación, etc.) . Si es necesario, es posible el funcionamiento en isla con una subred (abastecimiento de consumidores importantes como policía, hospital, bomberos, THW).
• Además, una central eléctrica de arranque en negro debería poder soportar una corriente de arranque elevada si no fuera posible desconectarla de la red previamente.
• Debería tener un comportamiento inicial flexible.

Ejemplos de centrales eléctricas de arranque negro (directo) utilizadas en Alemania son:

• Centrales hidroeléctricas, incluidas centrales eléctricas de pasada, centrales eléctricas de almacenamiento y centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo,
  centrales eléctricas de turbinas de gas, también en combinación con otros tipos de centrales eléctricas, como centrales nucleares o centrales eléctricas alimentadas con carbón.
  Según el seguimiento realizado según el artículo 35 de la EnWG, en Alemania existen (a fecha de 2020) 174 sistemas (bloques de centrales eléctricas o turbinas) con capacidad de arranque en negro, cada uno de los cuales tiene una potencia nominal neta de al menos 10 MW.
• En Austria hay en total 32 centrales eléctricas de arranque negro confirmadas y un número desconocido de centrales eléctricas de arranque negro no confirmadas. Sin embargo, para muchas de las centrales eléctricas confirmadas, no se sabe públicamente qué centrales eléctricas específicas son. Las más conocidas y las más grandes son las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo de Malta y Kaprun, con 850 y 813 MW respectivamente.

No todos los sistemas de generación de energía son adecuados para un comienzo negro. Las turbinas eólicas no siempre son adecuadas para el arranque en negro, ya que es posible que el viento no esté disponible cuando sea necesario. Las turbinas eólicas, las minicentrales hidroeléctricas o las microcentrales hidroeléctricas suelen estar conectadas a generadores de inducción que no pueden proporcionar electricidad para restaurar la red. El sistema de arranque negro también debe ser estable cuando funciona con la gran carga reactiva de una línea de transmisión larga. Muchas estaciones convertidoras de corriente continua de alto voltaje (HVDC) no pueden alimentar una red "muerta" porque requieren energía de conmutación de la red en el lado de la carga. Un sistema HVDC basado en modulación de ancho de pulso (PWM) con un convertidor de fuente de voltaje no tiene esta limitación.

Una de las principales razones por las que las centrales térmicas rara vez son capaces de arrancar en negro es la contracción y el acortamiento del eje de la turbina a medida que se enfría desde su temperatura de funcionamiento hasta la temperatura ambiente. Luego se queda atascado en la carcasa y no se puede girar ni quitar; Para volver a poner en marcha la central eléctrica, primero hay que precalentarla para que pueda girar libremente de nuevo antes de que el vapor caliente pueda fluir a través de ella.

Si se para una central térmica, el calentamiento del eje de la turbina comienza a tiempo para que la central pueda volver a ponerse en funcionamiento en el momento previsto.