Los sistemas electrónicos de potencia juegan un papel relevante en cada uno de los segmentos de producción, distribución y transporte de energía eléctrica renovable y la movilidad sostenible. Sin embargo, un fallo de estos equipos puede significar una caída en el suministro eléctrico o el deterioro de la propia infraestructura. Por ello, es importante analizar estos equipos con el objetivo de mejorar su eficiencia, fiabilidad y seguridad, atendiendo a aspectos tales como la degradación de los componentes, la gestión térmica o su impacto en la red y las protecciones de la misma.
El proyecto RESAIN responde a los retos que plantea la integración de convertidores electrónicos -como inversores y rectificadores- en las redes de baja tensión. Estos dispositivos son esenciales para la flexibilidad de la red, pero presentan desafíos singulares frente a los sistemas clásicos, especialmente en materia de fiabilidad, interoperabilidad y protección de la red.
Objetivos
La iniciativa pretende facilitar la penetración de sistemas electrónicos de potencia en la red de alterna de baja tensión, tanto en el consumo, como en la generación y conversión energética. Todo ello con el objetivo de mejorar la fiabilidad, seguridad e integración con la red atendiendo a aspectos como la gestión térmica o la fiabilidad de los componentes.
El proyecto también sirve al objetivo de mejorar la operación mediante un protocolo de interoperabilidad entre sistemas electrónicos de potencia y el impacto en la red, y las protecciones de esta, tanto desde el punto de vista de calidad de suministro como de operación.
Resultados
Entre los principales resultados alcanzados en este proyecto, que arrancó en 2023, se ha desarrollado una innovadora metodología de ensayo para medir el envejecimiento de los componentes críticos de la electrónica de potencia, así como un banco de pruebas que permite modelizar la degradación y estimar la evolución del rendimiento de los sistemas a lo largo de su vida útil.
Este avance representa un paso significativo hacia el desarrollo de sistemas más fiables y con menores costes de mantenimiento para fabricantes de electrónica de potencia, autoconsumo, estaciones de recarga de vehículos eléctricos y almacenamiento energético.
En el área de integración de nuevas fuentes de energía, el ITE ha creado un prototipo de convertidor bidireccional orientado a la incorporación del hidrógeno en la red y ha desarrollado algoritmos de control optimizados para la gestión eficiente de estos recursos. Además, se han diseñado otros convertidores bidireccionales para redes híbridas, que permitirán unir infraestructuras de distribución en corriente alterna y continua, mostrando el potencial de las redes eléctricas del futuro.
El proyecto también ha dado un importante impulso a la interoperabilidad de todos los elementos de la red mediante la implementación de un protocolo de comunicaciones basado en CAN (Controller Area Network), posibilitando el desarrollo de controles avanzados y algoritmos de gestión que aseguren el funcionamiento coordinado de diferentes equipos y tecnologías dentro de la misma red.
En materia de seguridad, RESAIN ha diseñado un ecosistema de pruebas Hardware-in-the-Loop (HiL), capaz de simular situaciones de emergencia y analizar la respuesta de las protecciones y la electrónica de potencia ante distintos problemas en la red para comprobar cómo responden los equipos electrónicos y garantizar que toda la red pueda seguir funcionando con seguridad ante cualquier imprevisto.
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