Un nuevo estudio que utiliza modelos computacionales complejos encuentra que los transformadores inteligentes de estado sólido SST podrían usarse para hacer una "red inteligente" estable y confiable, lo que permite que el sistema de distribución de energía dirija la energía renovable de hogares y negocios a la energíacuadrícula.
La idea de una red inteligente que pueda manejar los flujos de energía no solo de la compañía eléctrica a nuestros hogares, sino también de regreso de nuestras casas a la compañía eléctrica ha existido durante años. Entre otros beneficios, dicha red mejoraría el uso eficientede energía renovable y almacenamiento. Pero, hasta la fecha, la red inteligente ha sido principalmente conceptual. El nuevo estudio indica que podría pasar del concepto a la realidad en el futuro cercano, utilizando tecnología que ya existe. La tecnología clave es la SST.
Los transformadores se encuentran en las subestaciones y en los puntos de distribución dentro de la red eléctrica más grande. Los transformadores convencionales convierten la energía de alto voltaje utilizada en las líneas eléctricas en energía de menor voltaje que se puede utilizar de forma segura en hogares y negocios.
En 2010, los investigadores del Centro de Sistemas FREEDM de la National Science Foundation en la Universidad Estatal de Carolina del Norte presentaron el primer SST, que no solo realizaba todas las funciones de un transformador tradicional, sino que también podía redirigir la energía según fuera necesario para abordar los cambios en el suministro ydemanda.
"El SST es un elemento fundamental en el concepto de red inteligente", dice Iqbal Husain, profesor distinguido de ABB de Ingeniería Eléctrica e Informática en el estado de Carolina del Norte y director del Centro FREEDM ". Puede reducir el voltaje para su uso en los hogaresy empresas, pero también puede aumentar el voltaje de los paneles solares u otras fuentes renovables a escala residencial para alimentar esa energía de nuevo a la red.
"Y como el SST es una tecnología inteligente, puede alternar entre esas dos funciones según sea necesario", dice Husain, quien fue coautor de un documento sobre el nuevo trabajo de modelado.
La idea es que estas SST trabajen juntas en toda la red eléctrica más grande para coordinar la distribución de energía de manera eficiente.
"Sabemos cómo funcionan las TSM individuales, pero la pregunta desde 2010 ha sido cómo podrían funcionar como parte de una microrred, y cómo pueden funcionar esas microrredes en el contexto de la grilla más grande", dice Aranya Chakrabortty, profesora asociadade ingeniería eléctrica e informática en NC State y coautor del documento. "Esto no es algo que la industria energética pueda permitirse equivocarse, y debemos asegurarnos de que el concepto mejore la eficiencia y, por lo tanto, sea digno de inversión.- sin afectar negativamente la estabilidad y fiabilidad de la red ".
Con ese fin, los investigadores desarrollaron un modelo complejo que simula el comportamiento de un sistema de distribución de energía, contabilizando las TSM, las fuentes de energía renovables y el almacenamiento de energía. El modelo es escalable, por lo que puede usarse para predecir el comportamiento de la distribución de energíasistemas de cualquier tamaño.
"Usando este modelo, descubrimos que las SST pueden mejorar en gran medida las funcionalidades de la red eléctrica del mañana", dice Chakrabortty. "Sin embargo, ciertos límites operativos tendrían que mantenerse".
Esencialmente, los diseñadores y operadores de sistemas tendrían que asegurarse de que el sistema, en todos los niveles, tenga en cuenta la demanda de energía del cliente, la generación de energía de fuentes renovables y la capacidad de almacenamiento de energía, para evitar proporcionar demasiado o muy pocopoder.
"Hacer frente a ese desafío es una de las cosas que las SST están diseñadas para abordar", dice Husain. "Ahora que sabemos que la red funcionaría mejor con las SST, nuestro siguiente paso es desarrollar los algoritmos necesarios para que las SST se dividan-segundas decisiones necesarias para mantener un sistema dentro de sus límites operativos, algo en lo que ya estamos trabajando. Planeamos demostrar esta capacidad en menos de un año, y con suerte dentro de los próximos seis meses ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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