Las luces se apagaron. Lo que NREL hizo a continuación enorgullecería a MacGyver

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Fuente: https://www.power-grid.com/

Los desarrolladores del método de microrred sin comunicación observan los sistemas de almacenamiento de energía de batería del NREL Flatirons Campus. Crédito: NREL/Dennis Schroeder

Cuando el Laboratorio Nacional de Energía Renovable sufrió un corte de energía inesperado, el laboratorio tenía pocas opciones para la recuperación: no tenía un controlador de microrred ni una configuración preconfigurada, solo una batería grande, paneles solares y turbinas eólicas.

Su respuesta enorgullecería a MacGyver.

NREL recientemente ofreció detalles sobre los controles improvisados ​​a los que recurrió durante su propia interrupción. Su enfoque podría hacer que las microrredes sean más fáciles de operar y a un menor costo en los lugares donde más se necesitan.

La publicación, «Liberando la frecuencia: Demostración de varios megavatios de sistemas de energía 100% renovables con esquema de control descentralizado sin comunicación», describe un enfoque de microrred que elude al controlador central y su dependencia de las comunicaciones.

En cambio, el enfoque del laboratorio utilizó controles nativos de sistemas de batería, solares y eólicos.

“El enfoque de NREL hace posible ensamblar dispositivos en una microrred sin una configuración ardua, confiando solo en energía renovable y experiencia eléctrica amateur, perfecto para recuperaciones en un apuro”, dijo Przemyslaw Koralewicz, ingeniero de NREL y co-desarrollador del método sin comunicación. .

NREL dijo que las microrredes ofrecen una respuesta para la recuperación y la resiliencia, pero que los costos de un controlador a menudo presentan una barrera para la adopción. En 2019, NREL descubrió que los controladores de microrredes tenían un costo medio de $155 000/MW, lo que podría poner a las microrredes resistentes fuera del alcance de las áreas vulnerables.

Además de los costos, los controladores requieren comunicaciones y configuraciones del sistema, que NREL dijo que a menudo son opacos, patentados y diseñados para adaptarse a escenarios particulares. 

Como alternativa, NREL priorizó el inicio a prueba de fallas y favoreció lo que dijo que eran «controles extremadamente básicos» que aún permiten construir diseños más avanzados en la parte superior.

Cómo funciona

NREL dijo que su esquema está descentralizado, lo que significa que los dispositivos no intercambian datos ni emiten comandos (en otras palabras, son «sin comunicación»). 

En cambio, los dispositivos se autorregulan utilizando la frecuencia del sistema como lenguaje común. NREL dijo que una batería u otra fuente de energía forma la red al suministrar energía a una frecuencia establecida. Otros generadores, como los paneles solares y las turbinas eólicas, siguen la red observando la frecuencia y cambiando su potencia en consecuencia.

El método refleja los llamados controles de «caída» que son familiares en los generadores de combustibles fósiles estándar. Los investigadores de NREL demostraron que el método funciona con energía 100% renovable, se puede escalar y es factible con casi cualquier dispositivo de energía.

Una innovación es que el método de NREL libera la frecuencia de la red de unos 60 Hz ajustados. Libre de la rotación mecánica, la frecuencia de la microrred puede tener un rango más amplio. 

Este rango permite que los dispositivos se coordinen sin comunicarse. A medida que la frecuencia supera los 60 Hz, los generadores reducen la potencia. A frecuencias aún más altas, los generadores reducen aún más su energía, reequilibrando la frecuencia alrededor de 60 Hz. El sistema se autoestabiliza, dijo NREL, sin sobrecargar las baterías ni dejar sin servicio las cargas.

“El método de NREL es el primer paso en un diseño que podría convertirse en el estándar para microrredes a prueba de fallas”, dijo Koralewicz. Este método sin comunicación podría configurarse de forma nativa en dispositivos futuros o posiblemente certificarse para que los operadores puedan acceder fácilmente.

Con la adopción estandarizada, Koralewicz dijo que las microrredes de cualquier tipo “podrían contar con una base infalible para sus operaciones diarias”.

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