El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) está mostrando cómo diseñar una resiliencia descentralizada de los sistemas eléctricos utilizando solo energía renovable en el proyecto Aurora (Autonomous and Resilient Operation of Energy Systems with Renewables), dirigido por el Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos.
Aurora es el resultado de un trabajo de tres años con Siemens, Holy Cross Energy y la Universidad de Columbia para demostrar microrredes resilientes alimentadas solo por inversores, los dispositivos electrónicos que conectan la energía renovable con la red eléctrica.
El proyecto está a punto de finalizar a medida que los socios recopilan datos en el banco de pruebas de 40 inversores de NREL. Los resultados mostrarán uno de los primeros ejemplos de restauración del sistema con energía 100% renovable y utilizando múltiples activos de energía distribuida.
Mayor resiliencia
Más que nunca, la energía se genera cerca de donde se utiliza. Eso abre la posibilidad de operar de manera más descentralizada, cuando sea necesario. Un desastre natural podría aislar a los residentes de su suministro de energía. En lugar de esperar a la restauración, como se suele hacer con el modelo de red centralizado actual, un mosaico de microrredes podría recuperarse primero con los recursos energéticos locales y luego volver a conectarse con la red principal después de las reparaciones.
Esa es la idea del proyecto Aurora, que solo es posible gracias a la capacidad de configuración que ofrecen los inversores de potencia modernos. El proyecto comenzó con el desarrollo de los controles del inversor, lo que involucró la colaboración entre investigadores de Siemens y NREL.
Después, el equipo diseñó un banco de pruebas en el campus de NREL siguiendo el modelo de un sistema de distribución de servicios públicos. El banco de pruebas contó con 40 inversores programables, equipados con controles descentralizados y validados en escenarios de interrupción.
En comparación con la red centralizada, el enfoque AURORA es flexible; los inversores permiten conexiones dinámicas y reorganización entre activos. Esto hace que la red sea más receptiva, una que puede reducir o expandir su conectividad, y es una característica importante de los futuros sistemas de energía renovable.
Sistemas eléctricos del futuro
El proyecto Aurora está enmarcado en un estudio más amplio liderado por NREL llamado consorcio Unifi, cuyo objetivo es optimizar los diseños de inversores de formación de red para sistemas de energía renovable a gran escala a través de I + D colaborativo.
Muchos grupos industriales y de investigación de todo el mundo han intervenido para apoyar a UNIFI y comienzan a desarrollar colectivamente las pautas que darán forma a los próximos sistemas eléctricos.
NREL está muy involucrado en el diseño de sistemas basados en inversores, con proyectos que van desde la creación de controles de plantas de energía híbrida hasta la innovación de una herramienta para la programación de recursos renovables. Pero todavía queda un trabajo importante por delante, que se describe en la hoja de ruta de investigación de NREL sobre inversores formadores de red.
El proyecto Aurora arrojará luz sobre algunos otros desafíos en los sistemas basados en inversores, incluido cómo sincronizar los inversores, cómo equilibrar las comunicaciones y los controles sin comunicación y cómo configurar los sistemas de protección. Estos resultados ayudarán a Unifi y a toda la industria a abordar los desafíos de la red eléctrica compartida a medida que el mundo avanza hacia sistemas de energía limpios, confiables y resistentes.