El sistema modular de almacenamiento de energía para un

Totally Integrated Power – SIESTORAGE
El sistema modular de
almacenamiento de energía para
un suministro de energía fiable
www.siemens.com/siestorage
Totally Integrated Power (TIP) –
Llevamos la energía al punto.
Nuestros productos, sistemas y soluciones para la baja y media tensión
hacen que la distribución de energía en todo el mundo sea eficiente,
segura y fiable – en ciudades, en la infraestructura, en edificios y en la
industria. Pueden conectarse a la automatización industrial o de edificios
y van acompañados de un amplio apoyo técnico a lo largo de todo el
ciclo de vida.
Los cambios más recientes en la generación de energía representan
retos completamente nuevos para las redes de distribución. Más fuentes de energía renovable producen fluctuaciones en la mezcla de energía, las cuales repercuten en la estabilidad de la red. Una posibilidad de
compensar estas inestabilidades de la red es el empleo de un sistema
de almacenamiento de energía como reserva.
La combinación óptima
de electrónica de
potencia en conjunto
con baterías de iones
de litio asegura un
suministro de energía
estable y fiable.
2
Suministro de energía
estable y fiable: SIESTORAGE
Como parte de "Totally Integrated Power"
(TIP), el sistema de almacenamiento de
energía SIESTORAGE subraya el lema "Llevamos la energía al punto". En la actualidad, las fuentes de energía renovable ya
asumen un papel clave en la matriz energética. Su fuerte presencia y el aumento
de la generación descentralizada de la
energía han cambiado la estructura de las
redes eléctricas. Sin embargo, la imprevisión de la generación de energía mediante
fuentes de energía renovable puede
conducir a fluctuaciones y desequilibrios
entre generación y carga, los cuales
repercuten en la estabilidad de red y la
calidad del suministro.
Para asegurar un suministro de energía
estable y fiable, con SIESTORAGE Siemens
ha desarrollado un sistema de almacenamiento de energía y de gestión del flujo
de la energía sostenible, modular y estacionario, el cual combina una función de
reacción rápida para la regulación de
energía con baterías de iones de litio. Las
baterías son suministradas por fabrican-
tes líderes en todo el mundo. El sistema
puede alcanzar una potencia de hasta
20 MW con una capacidad de
20 MWh. El concepto modular hace posible el ajuste a requisitos específicos para
cubrir cualquier demanda de energía
almacenada o de capacidad, facilitando
múltiples posibilidades de aplicación para
compañías eléctricas, operadores de
redes, la industria y la infraestructura.
SIESTORAGE ayuda a optimizar las plantas
y aumentar los potenciales de ahorro.
Gracias a una amplia gama de productos
y sistemas, así como a la experiencia de
Siemens en soluciones y su realización,
los clientes pueden beneficiarse de una
solución completa desde la planificación,
pasando por la ingeniería, hasta el montaje, la puesta en servicio y el servicio
posventa.
SIESTORAGE ofrece más:
■■
Consistencia
Una gama amplia que abarca
todo lo que va desde los componentes de BT, MT y de almacenamiento, hasta la experiencia y los conocimientos en
relación con la solución de
suministro de energía
■■
Un punto de contacto único
Desde la planificación y la instalación hasta la puesta en
marcha y los servicios
■■
Flexibilidad
Concepto de construcción
mediante módulos para cubrir
cualquier necesidad relacionada con una capacidad y una
potencia de almacenamiento
de hasta 20 MW/20 MWh
■■
Fiabilidad
Suministro de energía en milisegundos y alta redundancia
del sistema para una excelente
disponibilidad
■■
Eficiencia
Potencial de optimización y
ahorro para una gran variedad
de aplicaciones
■■
Seguridad
Equipamiento completamente
seguro, con componentes y sistemas de batería probados
■■
Tecnología avanzada
Componentes de última generación, que combinan la electrónica de potencia más
moderna con baterías de iones
de litio
3
20 kV*
0,4 kV*
Red moderna: Se precisan
nuevas soluciones
estabilizadoras
Red tradicional: La complejidad
de la red aumenta el riesgo de
inestabilidades en la misma
110 kV*
110 kV*
20 kV*
20 kV*
0,4 kV*
0,4 kV*
Leyenda
Subestación de
transformación
Centro de
transformación local
* Los valores de tensión indicados son ejemplos
Adecuado para un amplio
campo de aplicación
El reto: Un suministro de energía fiable
Un suministro de energía sostenible ya
no es imaginable sin fuentes de energía
renovable. Aunque la velocidad de la
transición de fuentes de energía fósiles y
nucleares a energías eólicas, solares y
biológicas varíe entre los países, ya se
han especificado nuevas condiciones
marginales para el suministro de energía.
En este contexto, los sistemas de almacenamiento de energía juegan un creciente
papel clave para la transformación de las
redes.
El amplio uso de energías renovables conduce a nuevos retos para la estabilidad de
la red: Una medida para la estabilidad de
red es la potencia de cortocircuito, la cual
normalmente no es suministrada en la
magnitud suficiente por los productores
de energía eólica y solar. La alimentación
de energía generada de manera descentralizada puede conducir a una inversión
del flujo de carga, lo cual puede causar
daños y cortes de electricidad en aquellas
redes de distribución que no estén diseñadas para ello.
4
Además, las fluctuaciones de la potencia
de generación de fuentes renovables,
que pueden ser considerables por naturaleza, producen desequilibrios frecuentes
entre la generación y la carga. Esto disminuye sustancialmente la estabilidad de la
red – incluso hasta el fallo de la misma.
La más mínima interrupción del suministro de energía ya puede significar un fallo
completo de las instalaciones de producción, y con ello una enorme pérdida de
calidad y tiempo con pérdidas financieras
notables. Para asegurar una calidad del
suministro de energía constantemente
alta, es necesario disponer de suficiente
reserva de regulación.
SIESTORAGE puede adaptarse rápidamente a requisitos de energía y capacidades
de almacenamiento específicos, y así ser utilizado para
múltiples aplicaciones.
Almacenamiento en masa
• Aptitud de recursos
• Regulación de frecuencia
• Desplazamiento horario
• Estabilización de energías renovables
Prestaciones adicionales
• Reserva de regulación
• Control del período de arranque
• Blackstart de generadores
• Compensación de potencia reactiva
Gracias a SIESTORAGE, una
creciente cantidad de centrales solares y eólicas
puede ser integrada en las
redes de distribución.
En consecuencia, los operadores de redes pueden
cubrir de mejor forma la alta
demanda de energía de
empresas industriales y de
infraestructura.
• Aplazamiento de ampliaciones
• Adaptación de energías renovables
• Alivio en caso de sobrecarga
• Soporte de la tensión
La respuesta: SIESTORAGE
Actualmente, los sistemas de almacenamientos de energía clásicos ya no pueden
garantizar una operación de red estable
en los niveles inferiores de las redes de
distribución. Ante todo se requiere una
solución de almacenamiento que suministre una reserva de energía para la regulación primaria.
SIESTORAGE puede suministrar la energía
disponible casi sin retardo. Incluso mejora
la calidad de tensión y suministro aportando potencia activa y reactiva a petición,
equilibrando de esta manera pequeñas
fluctuaciones de tensión en la potencia de
generación en milisegundos.
De esta forma, SIESTORAGE facilita la integración de una creciente cantidad de centrales solares y eólicas en las redes de distribución, sin que éstas tengan que ser
desconectadas inmediatamente. Así, el
sistema no solamente contribuye a aliviar
de las redes, sino que también puede
almacenar de forma intermedia potencia
adicional para la electromovilidad y el
transporte público.
Finalmente, SIESTORAGE garantiza la fiabilidad de las redes eléctricas en ubicaciones
aisladas y zonas con acceso limitado al
suministro de energía. En estos casos,
el sistema también ofrece una solución
sostenible combinada con fuentes de
energía renovable para microrredes alimentadas por generadores diésel.
• Gestión de picos de carga
• Calidad de suministro
• Energía de reserva
• Aumento de la eficiencia
de los generadores diésel
Si no se dispone de reserva de regulación
para mejorar la eficiencia de los generadores diésel, en caso de cargas más altas
SIESTORAGE puede servir como "ampliador de rango" para generadores diésel
más pequeños, optimizando así el tamaño
de los generadores y la eficiencia de los
mismos.
Durante los períodos de demanda baja, la
energía puede ser extraída de la red y
almacenada para períodos de carga alta,
porque si la potencia máxima acordada
con el suministrador de energía se sobrepasa tan sólo una vez, esto puede producir
altos costes. De este modo, SIESTORAGE
ayuda a evitar cargas punta costosas, ofreciendo una solución sostenible para procesos industriales, empresas de infraestructura, así como edificios de eficiencia
energética.
La capacidad en modo isla (black start) de
SIESTORAGE hace posible la puesta en
marcha de una red cuando la alimentación
principal no esté disponible. La energía
almacenada es suficiente, por ejemplo,
para arrancar una turbina de gas y cubrir
de manera intermedia la demanda de
potencia de la red.
5
Planificación de la red
como primer paso
Al elaborar un modelo de negocio adecuado para el suministro de energía, normalmente se empieza con un análisis de la
red. Durante este proceso se simulan varias
aplicaciones potenciales que contienen
consideraciones en cuanto a la eficiencia
del empleo de SIESTORAGE.
Ejemplo de aplicación para
aumentar la eficiencia de los
generadores diésel
50
Para este propósito, Siemens ofrece un
paquete completo de asesoramiento, el
cual incluye el cálculo de flujo de energía y
el análisis de potencia reactiva, análisis de
contingencia, cálculo de corriente de cortocircuito, análisis probabilístico de fiabilidad,
cálculo dinámico de estabilidad y coordinación de protecciones.
A
MW
40
30
20
Last
10
0
0
20
40
60
80
100
Potencia de salida (% de la potencia nominal)
h
B
MW
Pmax
100%
Sólo generador diésel
Carga
Sistema de almacenamiento de energía
80%
Generación diésel
Generador diésel + almacenamiento h
6
Potencial de ahorro para distintos
modelos de negocio sostenibles
Durante la generación de energía mediante
centrales fotovoltáicas o eólicas, la estación
del año y el tiempo juegan un papel importante. La función de regulación de SIESTORAGE tiene que poner en práctica el comportamiento de carga / descarga según las
dependencias resultantes. En el caso de las
fuentes de energía fluctuantes hay que aplicar un límite estadístico para la disponibilidad del sistema de almacenamiento, el cual
se define en función de la aplicación considerada al planificar y realizar el sistema
SIESTORAGE. Este límite se incluye en la planificación como condición marginal. La eficiencia optimizada de una aplicación también depende de potenciales incentivos
financieros. Por ello, SIESTORAGE también
puede desempeñar un papel clave para
alcanzar objetivos climáticos ambicionados.
Los ejemplos siguientes pueden ser considerados modelos de negocio sostenibles.
Reserva de regulación
La divergencia entre la generación de energía y la carga momentánea se compensa
con ayuda de la reserva de regulación que
SIESTORAGE puede poner a disposición de
manera fiable en milisegundos. Esto asegura un suministro de energía constante, y
ahorra gastos durante la generación y el
mantenimiento de otras reservas de energía de regulación. Aparte de esto, los productores de energía pueden negociar contratos de electricidad de una manera más
encauzada con la energía almacenada.
Gestión de picos de carga
Los operadores de redes acuerdan un precio para la potencia máxima con sus clientes. Por este motivo, por ejemplo, las
empresas industriales siempre utilizan sus
propios generadores de energía, ya que al
sobrepasar los picos de carga pueden producirse altos costes. Muchas veces, estos
generadores no son libres de emisiones.
SIESTORAGE puede compensar picos de
carga con energía almacenada, apoyando
así un funcionamiento ecológico.
Aprovechamiento eficiente de la
capacidad de la red
Las alimentaciones fluctuantes repercuten
en las redes de baja y de media tensión.
SIESTORAGE compensa esta situación
almacenando energía excesiva y aportándola a la red posteriormente. La cantidad
de energía a transmitir permanece constante, y la carga de la red de distribución,
uniforme. Esto evita ampliaciones de la
red, y los componentes de BT y MT de la
red quedan protegidos.
Aumento de la eficiencia de los
generadores diésel
Mediante la función de SIESTORAGE como
"ampliador de rango" se puede optimizar el
tamaño de los generadores a unidades más
pequeñas. SIESTORAGE puede reducir el
tiempo de servicio de los generadores diésel
(desconexión en caso de cargas menores),
reduciendo así el consumo de combustible
y las emisiones de gas para obtener una
mejor huella ecológica.
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Disposición de los bloques de energía
Punto de interconexión (POI**)
C
HMI
A
B
SCU*
SCU
=
D
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Transformador
auxiliar
Measurement
Medida
* System Control Unit
(unidad de control del sistema)
** Point of interconnection (punto
de interconexión)
A
B
Un concepto modular para todos
los requisitos de almacenamiento
de energía y de capacidad
4 Power Stacks – Contenido
■■
2 armarios de convertidores
(con un máx. de 2 módulos convertidores)
■■
1 armario de control
■■
1 armario de conexión a la red (opcional)
■■
X armarios de baterías*
■■
Potencia nominal: máx. 472 kVA
■■
Capacidad nominal de 180 a 900 kWh
■■
6 armarios de convertidores
(con un máx. de 2 módulos convertidores)
■■
1 armario de control
■■
1 armario de conexión a la red (opcional)
■■
X armarios de baterías*
■■
Potencia nominal: 1.080 kW (escalable)
■■
Capacidad nominal de 540 a 2.700 kWh
(escalable)
12 Power Stacks – Contenido
2 x 12 Power Stacks (p.ej. solución en contenedor de 45´)
8
■■
Incl. control de calefacción / ventilación / aire
acondicionado, sistema de detección y
extinción de incendios
■■
Potencia nominal: 2.160 kW (escalable)
■■
Capacidad nominal 1.080 kWh (escalable)
* máx. 5 conectados a un módulo de convertidores, según el fabricante de las baterías
A
Armario de conexión a la
C
Armario de control
(800 x 600 x 2.200 mm)
red
(400 x 600 x 2.200 mm)
■■
■■
Derivador de cable para la
conexión a la red
HMI
(interfaz hombre-máquina)
■■
■■
Sistema de barra colectora
SCU (unidad de control del
sistema)
* opcional
■■
Conmutador Ethernet
Armario de convertidores
■■
Distribuidor de energía de
24 V CC
■■
Transformador de potencia auxiliar (opcional)
B
(600 x 600 x 2.200 mm)
■■
2 módulos convertidores y
aparatos de control
asociados
■■
Cada módulo:
V nom: 400 V
I nom: 170 A
S nom: 118 kVA
■■
P nom: Dependiente del
tipo de batería
D
Armario de baterías
(600 x 650 x 2.200 mm)
Ejemplo de contenido*:
■■
14 módulos
■■
1 SGB (sistema de gestión
de baterías)
■■
Potencia: 90 kW
■■
Energía: 45 kWh
C
D
* Dependiente del proveedor
Alta fiabilidad y disponibilidad
de energía
La modularidad de SIESTORAGE proporciona una máxima flexibilidad durante la
construcción. El sistema puede ser adaptado a todos los requisitos del cliente.
Consta de un armario de convertidores,
un armario de control, un armario de
conexión a la red y hasta cinco armarios
de baterías por convertidor, según el
fabricante de las baterías. Con una gama
de potencia de aprox. 0,1 a 20 MW, SIESTORAGE puede ser integrado en un contenedor estándar para cumplir todos los
requisitos de almacenamiento de energía
y de capacidad para cualquier aplicación.
Alta fiabilidad con mantenimiento
mínimo
Gracias a la conexión en paralelo de los
convertidores en el lado de corriente
alterna, los armarios de baterías no tienen que estar dispuestos de manera
simétrica. La gran redundancia del sistema SIESTORAGE es una ventaja en caso
de un punto de defecto único, ya que
éste no influye sobre la disponibilidad del
sistema de almacenamiento. Esto proporciona una máxima disponibilidad de la
energía y una alta fiabilidad. La compensación individual de los armarios de baterías optimiza al máximo la capacidad de
batería instalada, ofreciendo una mayor
fiabilidad con un mantenimiento mínimo.
Solución SIESTORAGE para máxima disponibilidad
1 Alta fiabilidad y disponibilidad de energía
gracias a la conexión en paralelo de los convertidores en el lado de c.a.
2 Optimización de la capacidad de batería instalada
mediante compensación individual de los armarios de baterías
2
1
9
Portafolio unificado desde
los componentes de
almacenamiento hasta las
instalaciones de BT y MT,
transformadores y
automatización de energía,
incluyendo la fabricación de
contenedores (E-House)
Beneficios de una amplia
competencia
La amplia competencia de Siemens les
ayuda a los clientes a optimizar su consumo de energía, maximizando así sus
ganancias. Décadas de experiencia y una
innovación continua forman la base de
estos conocimientos. El resultado son soluciones integradas con componentes según
el nivel de la técnica actual, desde los componentes de almacenamiento – incluyendo
la electrónica de potencia y las baterías de
iones de litio – hasta las instalaciones de
BT y MT, los transformadores y la automa­
tización de energía, que conjuntamente
garantizan la integración en la red.
Además, Siemens proporciona un sistema
de calefacción, ventilación y aire acondicionado para un funcionamiento sin pro-
blemas con altas temperaturas del aire
ambiente, así como un sistema de detección y extinción de incendios. Como fabricante de contenedores E-House, Siemens
dispone de experiencia en soluciones completas para el suministro de energía, y
puede ofrecer soluciones llave en mano
cuidadosamente desarrolladas, fabricadas,
montadas y preensayadas. De este modo
se reducen tanto los riesgos constructivos
como los tiempos de montaje.
Con SIESTORAGE, los clientes se benefician
de la competencia consistente de Siemens
en tecnologías avanzadas para soluciones
de suministro de energía y de la experiencia
en su realización. ¡Todo de una sola mano!
Experiencia
en soluciones y realización
Experiencia tecnológica
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■■
Electrónica de potencia y sistemas de
almacenamiento
■■
Celdas de media y baja tensión
■■
Transformadores
■■
Automatización de energía e integración
en la red
■■
Experiencia con operadores de redes
■■
Fabricación de contenedores (E-House)
■■
Experiencia en soluciones completas para
la energía
■■
Una de las empresas líderes en sistemas
inteligentes
Asesoramiento,
planificación
Ingeniería
Pedido,
entrega
Instalación,
puesta en servicio
Operación
Servicio,
modernización
Gestión de ciclo de vida del proyecto
Un solo punto de contacto
Siemens acompaña a sus clientes durante
cada paso en el camino a través de todas
las fases del proyecto – desde la ingeniería hasta el montaje y la puesta en servicio, y les proporciona un apoyo local fiable y competente desde la planificación
hasta el servicio posventa. Los componentes y equipos auxiliares se adquieren
en todo el mundo y se integran en un
contenedor E-House o en el edificio del
cliente. Los centros de fabricación y com-
petencia de Siemens están repartidos por
todo el mundo. En cada proyecto, Siemens
apoya el valor añadido local y garantiza la
disponibilidad de una persona competente de contacto en las cercanías. Los
expertos de Siemens incorporan su experiencia en gestión de proyectos, servicios
financieros y gestión de ciclo de vida
a cada proyecto. De esta forma están
preparados para considerar todos los
aspectos de seguridad, logística y protección del medio ambiente.
Servicio posventa
Nuestro concepto de servicio posventa se
basa en un centro de atención al cliente (línea
directa) con una disponibilidad de 24/7. Ofrece
servicios de mantenimiento profesionales planificados o a petición. La vida útil de las baterías
puede extenderse mediante seguimiento de
parámetros importantes y optimización del
servicio.
Línea directa:
Teléfono: +49 180 524 84 37
Fax:
+49 180 524 24 71
E-mail:[email protected]
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Siemens AG
Infrastructure & Cities Sector
Low and Medium Voltage
Medium Voltage & Systems
Postfach 3240
91050 Erlangen, Alemania
www.siemens.com/siestorage
E-mail: [email protected]
Nº de pedido: IC1000-G320-A151-V2-7800
Impreso en Alemania
74/52612 | WS | 09142.0
Sujeto a modificaciones sin previo aviso
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Las informaciones en este documento contienen descripciones o
prestaciones generales que pueden no ser aplicables en la forma descrita en el caso de aplicación concreto, o que pueden haber cambiado
debido al desarrollo ulterior de los productos. El cumplimiento de las
prestaciones respectivas sólo es vinculante si se ha acordado de
manera expresa en las condiciones del contrato.