El Instituto Fraunhofer ISE, uno de los principales centros de investigación de energía solar del mundo, anunció el desarrollo de dos plantas piloto en Alemania utilizando inversores fotovoltaicos de cadena con un voltaje de 3.000 voltios (3 kV).
Según la compañía, dependiendo de los resultados de los estudios, la tecnología podría transformar el modelo de construcción de grandes plantas solares y reducir costes y consumo de materiales.
La nueva función es parte del proyecto. “PVgoesMV”, que pretende demostrar, a través de los resultados de la operación de dos plantas piloto en Alemania, que elevar el nivel de tensión de los sistemas fotovoltaicos al rango de media tensión es técnicamente factible, seguro y económicamente ventajoso.
Segundo o FraunhoferEste avance cobra mayor importancia estratégica dada la expectativa de un fuerte crecimiento del sector. Se estima que para 2050 se añadirán aproximadamente 73 TW de nueva capacidad solar a nivel mundial, lo que requerirá grandes volúmenes de materias primas, especialmente cobre y aluminio, insumos cada vez más caros y escasos.
Según el Instituto, al aumentar el voltaje del sistema, es posible reducir drásticamente la cantidad de cables, disminuyendo así tanto el consumo de materiales como los costos de instalación y operación de las centrales eléctricas.
“La transición a media tensión es un factor crucial para reducir la demanda de cobre y aluminio en grandes proyectos solares y, en consecuencia, mejorar la viabilidad económica de estas plantas”, explica Felix Kulenkampff, gerente de proyectos de [nombre de la empresa]. Fraunhofer ISE.
Menos cables, menores costos y mayor eficiencia.
En una planta solar convencional de 50 MWp, la longitud total del cable puede alcanzar cientos de kilómetros. Con sistemas que operan a voltajes más altos, esta infraestructura puede reducirse drásticamente.
Según el instituto, duplicar la tensión permite una reducción de hasta un 75 % en la sección transversal del conductor, lo que hace que los cables sean más delgados, ligeros y fáciles de instalar. Además, los transformadores y las subestaciones pueden operar a mayor capacidad, lo que permite reducir a la mitad el número de estos dispositivos en grandes plantas, generando ahorros adicionales en materiales, obra civil y mantenimiento.
Las plantas piloto probarán la tecnología en el campo.
El proyecto prevé la construcción de dos plantas experimentales en los estados alemanes de Baden-Wuerttemberg y Renania-Palatinado, con una capacidad instalada combinada de aproximadamente 135 kW. Las plantas operarán con 3 kV en corriente continua (CC) y 1,2 kV en corriente alterna (CA).
El inversor utilizado fue desarrollado con semiconductores de carburo de silicio (SiC), tecnología que permite mayor eficiencia, menores pérdidas eléctricas y operación segura a altos voltajes.
Durante las pruebas se evaluarán dos configuraciones: una con módulos solares convencionales de 1.500 V y otra con módulos prototipo desarrollados específicamente para operar a 3 kV, permitiendo validar diferentes arquitecturas de sistemas.
El objetivo final es crear normas técnicas, protocolos de seguridad y conceptos de calidad que permitan la adopción comercial de la media tensión en grandes plantas fotovoltaicas.
Caminos futuros
El Instituto Fraunhofer Destaca que el desarrollo de esta tecnología cuenta con el apoyo de Fabricantes La demanda mundial de módulos, cables, conectores, semiconductores y equipos eléctricos indica un fuerte interés de la industria en la viabilidad comercial del concepto.
Si las pruebas confirman los resultados esperados, el uso de inversores de media tensión podría representar un nuevo estándar para las plantas de energía solar a gran escala, contribuyendo a reducir costos, optimizar los recursos naturales y acelerar la expansión de la energía solar a escala global.
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