Tendencias emergentes de diseño de sistemas eléctricos para la infraestructura energética en evolución

Microrredes emergentes como componentes críticos de la infraestructura

Hoy en día, todos deben pensar en las microrredes. Ya sea que su enfoque principal sea la electrificación de vehículos de flota, el almacenamiento de energía en baterías o tecnología de enfriamiento, cada ingeniero necesita pensar en cómo su experiencia tecnológica encaja en una microrred. Para los proveedores de infraestructura de VE, ¿cómo va a garantizar suficiente disponibilidad de energía con los centros de datos y otras aplicaciones que consumen más ancho de banda de los servicios públicos? Para los OEM de almacenamiento de energía de la batería, ¿está haciendo lo suficiente para asegurarse de que sus soluciones se puedan utilizar en diferentes aplicaciones de generación de energía? Para los ingenieros de refrigeración, ¿tiene la experiencia necesaria en aplicaciones en exteriores para proporcionar soluciones de enfriamiento por líquido para el almacenamiento de energía en baterías?

La principal responsabilidad de la red eléctrica es garantizar la energía disponible para las comunidades, pero aumentar las presiones en la red debido a la demanda de electricidad, la infraestructura antigua, la integración de fuentes de energía renovables, los eventos climáticos extremos y las amenazas de ciberseguridad hacen que ese trabajo sea cada vez más difícil. Las microrredes tienen el potencial de mitigar o resolver muchos de los problemas que enfrentan la infraestructura eléctrica moderna, pero requieren ingenieros de diferentes especialidades para trabajar en conjunto con el fin de diseñar sistemas eficaces, minimizar los riesgos y los retrasos, y mejorar la seguridad. Los ingenieros deben comprender lo que no conocen y construir asociaciones sólidas centradas en el diseño de sistemas completos.

Aumento de las necesidades de protección ambiental y del personal

A medida que los huracanes, incendios y otros incidentes climáticos extremos se vuelven más comunes, el mundo debe tomar medidas para mejorar la resiliencia energética. Los cortes de energía causados por el clima extremo pueden afectar los servicios esenciales, como la respuesta a emergencias, los hospitales y las redes de comunicaciones.

Los sistemas de energía renovable son aún más vulnerables debido a que a menudo funcionan en entornos desafiantes y, a veces, hostiles. El diseño para la durabilidad ambiental es esencial a fin de mantener la eficiencia operativa y la longevidad. Los componentes deben ser impermeables para resistir la lluvia, la nieve, la humedad, las temperaturas extremas y la exposición a los rayos UV. Para los sistemas instalados en zonas costeras o industriales, los materiales deben ser resistentes a la corrosión del agua salada o a la exposición a sustancias químicas.

La seguridad es fundamental en el diseño y el funcionamiento de los sistemas de energía renovable para proteger al personal durante la instalación, la operación y el mantenimiento. Los mecanismos de seguridad incluyen conexión a tierra, detección de fallas y funciones de apagado automático en caso de emergencia.

Cambio de las necesidades de servicio y mantenimiento de la red

A medida que la red cambia para incluir más energía renovable y almacenamiento de energía en baterías, las necesidades de servicio y mantenimiento también evolucionan. Un sistema de energía renovable bien diseñado también debe facilitar un servicio y un mantenimiento eficientes durante toda su vida útil. Los componentes modulares simplifican los reemplazos y las actualizaciones, lo que minimiza el tiempo de inactividad. Para evitar fallas, es importante programar planes de mantenimiento e implementar protocolos de mantenimiento predictivo basados en los datos operativos. Además, es importante diseñar una distribución de los componentes eléctricos que facilite el acceso a los componentes clave para las inspecciones y reparaciones rutinarias.

También es importante diseñar sistemas con etiquetado claro, componentes accesibles y procedimientos de seguridad estandarizados para apoyar al personal capacitado. Asimismo, los programas de capacitación se deben actualizar constantemente con el fin de garantizar que sean relevantes para las condiciones actuales que el personal enfrentará en terreno.

Requisitos de equilibrio eléctrico para sistemas de energía renovable

Mantener el equilibrio eléctrico correcto de los sistemas de energía es un paso básico, pero no se puede pasar por alto, ya que los sistemas de energía cambian y evolucionan rápidamente. Este trabajo incluye la elección de componentes que conecten equipos de generación de energía renovable a la red, como paneles solares y turbinas eólicas. El cumplimiento de UL1741 es un estándar de seguridad clave que rige los inversores, convertidores y controladores utilizados en sistemas de energía renovable. Garantizar el cumplimiento de UL1741 es vital para las instalaciones conectadas a la red, ya que certifica que los componentes cumplen con los requisitos de seguridad y rendimiento. La implementación de un diseño adecuado para el equilibrio eléctrico de los sistemas permite una conversión de energía sin interrupciones, minimiza las pérdidas y asegura la compatibilidad con la red.

El diseño de sistemas de infraestructura energética implica un cuidadoso equilibrio de factores técnicos, ambientales y humanos. Con el monitoreo de las consideraciones que se indican en este artículo, los ingenieros pueden trabajar con sus socios con el fin de lograr un rendimiento óptimo del sistema, a la vez que reducen los riesgos y los costos, y preparan la infraestructura de energía global para un futuro más sostenible.

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