nuevo modelo de distribución de corriente continua en baja tensión

NUEVO MODELO DE DISTRIBUCIÓN
DE CORRIENTE CONTINUA EN BAJA
TENSIÓN EN SMART BUILDINGS
Yolanda Estepa Ramos
Puntos a tratar
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Introducción del tema
Características de las microrredes LVDC
Tipos de cargas que alimenta la red en DC
Integración del sistema de LVDC en la red
Tratamiento de potencias
Generación de corriente
Ejemplos operativos
Conclusión
Introducción del tema
Microrredes y redes inteligentes
• Planteamiento de cambios en distribución
• Eficiencia Reducción de costes
• Red de Bajo Voltaje
en corriente continua
Características de las microrredes LVDC
• Convertidores del lado de carga Mayor
potencia, mejor calidad.
• Disponibles varios niveles de tensión en DC.
• Distribución inteligente: alimentación de
cargas prioritarias si hay déficit de producción.
• Uso de redes eléctricas convencionales para el
llenado de picos.
Características de las microrredes LVDC
• Oscilaciones de energía debidas a generadores
o deficiencias de potencia Peak shaving con
baterías
Características de las microrredes LVDC
En DC mayor eficiencia
• Se evitan pérdidas de conmutación
• Redes de poca longitud menos pérdidas
Tipos de cargas que alimenta la red en DC
• En hogares u oficinas: cargas estáticas
(debidas a dispositivos como ordenadores,
iluminación LED, TV, móviles, hornos
microondas…)
• En industrias o laboratorios: dinámicas
(frecuencia variable)
Tipos de cargas que alimenta la red en DC
Problemas de las microrredes:
• Dificultad de sincronización de los generadores
distribuidos
• Corriente de arranque de trafos, motores y
generadores
• Desequilibrio de la red trifásica
Soluciones:
• Introducción de cargas inversoras (AC/DC-DC/AC)
• Generadores en DC (paneles fotovoltaicos, pilas de
combustible, control de velocidad de aerogeneradores,
micro-turbinas, motor de gas…)
Integración del sistema de LVDC en la red
• El sistema de distribución LVDC es capaz de
dar servicio a las cargas diseñadas para los
sistemas LVAC
• Se puede controlar de manera eficiente los
procesos transitorios para estabilizar el
suministro
• Pueden usarse en el ámbito civil (sub-distritos
residenciales y centros comerciales)
Integración del sistema de LVDC en la red
Configuración clásica del panel fotovoltaico
y la carga de CC conectada a la red
Alternativa de conexión para dar servicio
desde una fuente de corriente continua y
la red eléctrica trifásica
Tratamiento de potencias
Pérdidas de potencia:
• A través del cableado
A longitudes de hasta 1.25km, las pérdidas son
menores en DC que en AC.
• A través de elementos de inversores y
rectificadores (IGBTs, MOSFETs) (entre 50100W en una red alimentada a 600V y 50 A)
Generación de corriente
• A través de fuentes renovables que generan
en continua (fotovoltaica y eólica)
Generación de corriente
Ejemplos operativos
• Futuro para los edificios de energía cero.
• Mayor eficiencia en la integración de fuentes
renovables en DC
• Capacidad de transferencia de gran potencia y
mejoras en su seguridad y calidad
• Se puede usar el cableado de AC para la
distribución en LVDC
Ejemplos operativos
• Proyecto “Stroomversnelling”: Prototipos de
casas con un sistema centralizado en DC (red
inteligente en DC), en tres pasos (paneles
solares, tomas de corriente USB e iluminación
LED)
Ejemplos operativos
• Municipio Stadskanaal: red inteligente de DC
para alumbrado público. Conexión de
luminarias DC a red en DC inteligente
(ventajas de comunicación y control aparte de
distribución eléctrica)
Ejemplos operativos
• Proyecto de red inteligente en Ciudad del
Cabo con una red inteligente DC 350V. Contará
con casas con tomas de corriente USB
estándar,
ofreciendo
opciones
de
almacenamiento local o centralizado (cargar
vehículos eléctricos p.e.)
Conclusión
• Alimentación a consumidores a través de bus de
continua implica abrir nuevas líneas de
investigación
• En práctica: necesaria capacidad de control sobre
fuentes de energía renovable (red equilibrada)
• Trabajo de I+D: Ensayos para obtener resultados
de eficienciaedificio piloto con dispositivos de
alimentación doble (living-lab), que contara con
generación en DC (fotovoltaica, baterías), Smartmeters, y dispositivos de alimentación dual (aire
acondicionado, ordenadores…)
Muchas gracias
Yolanda Estepa Ramos
[email protected]