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NUEVO MODELO DE DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE CONTINUA EN BAJA
TENSIÓN EN SMART BUILDINGS
Yolanda Estepa Ramos
Puntos a tratar
• Introducción del tema
• Características de las microrredes LVDC
• Tipos de cargas que alimenta la red en DC
• Integración del sistema de LVDC en la red
• Tratamiento de potencias
• Generación de corriente
• Ejemplos operativos
• Conclusión
Introducción del tema
Microrredes y redes inteligentes
• Planteamiento de cambios en distribución
• Eficiencia� Reducción de costes
• Red de Bajo Voltaje
en corriente continua
Características de las microrredes LVDC
• Convertidores del lado de carga � Mayorpotencia, mejor calidad.
• Disponibles varios niveles de tensión en DC.
• Distribución inteligente: alimentación decargas prioritarias si hay déficit de producción.
• Uso de redes eléctricas convencionales para elllenado de picos.
Características de las microrredes LVDC
• Oscilaciones de energía debidas a generadores
o deficiencias de potencia� Peak shaving con
baterías
Características de las microrredes LVDC
En DC mayor eficiencia
• Se evitan pérdidas de conmutación
• Redes de poca longitud�menos pérdidas
Tipos de cargas que alimenta la red en DC
• En hogares u oficinas: cargas estáticas
(debidas a dispositivos como ordenadores,
iluminación LED, TV, móviles, hornos
microondas…)
• En industrias o laboratorios: dinámicas
(frecuencia variable)
Tipos de cargas que alimenta la red en DCProblemas de las microrredes:
• Dificultad de sincronización de los generadoresdistribuidos
• Corriente de arranque de trafos, motores ygeneradores
• Desequilibrio de la red trifásica
Soluciones:
• Introducción de cargas inversoras (AC/DC-DC/AC)
• Generadores en DC (paneles fotovoltaicos, pilas decombustible, control de velocidad de aerogeneradores,micro-turbinas, motor de gas…)
Integración del sistema de LVDC en la red
• El sistema de distribución LVDC es capaz de
dar servicio a las cargas diseñadas para los
sistemas LVAC
• Se puede controlar de manera eficiente los
procesos transitorios para estabilizar el
suministro
• Pueden usarse en el ámbito civil (sub-distritos
residenciales y centros comerciales)
Integración del sistema de LVDC en la red
Configuración clásica del panel fotovoltaico
y la carga de CC conectada a la red
Alternativa de conexión para dar servicio
desde una fuente de corriente continua y
la red eléctrica trifásica
Tratamiento de potencias
Pérdidas de potencia:
• A través del cableado
A longitudes de hasta 1.25km, las pérdidas sonmenores en DC que en AC.
• A través de elementos de inversores yrectificadores (IGBTs, MOSFETs) (entre 50-100W en una red alimentada a 600V y 50 A)
Generación de corriente
• A través de fuentes renovables que generan
en continua (fotovoltaica y eólica)
Generación de corriente
Ejemplos operativos
• Futuro para los edificios de energía cero.
• Mayor eficiencia en la integración de fuentes
renovables en DC
• Capacidad de transferencia de gran potencia y
mejoras en su seguridad y calidad
• Se puede usar el cableado de AC para la
distribución en LVDC
Ejemplos operativos
• Proyecto “Stroomversnelling”: Prototipos de
casas con un sistema centralizado en DC (red
inteligente en DC), en tres pasos (paneles
solares, tomas de corriente USB e iluminación
LED)
Ejemplos operativos
• Municipio Stadskanaal: red inteligente de DC
para alumbrado público. Conexión de
luminarias DC a red en DC inteligente
(ventajas de comunicación y control aparte de
distribución eléctrica)
Ejemplos operativos
• Proyecto de red inteligente en Ciudad del
Cabo con una red inteligente DC 350V. Contará
con casas con tomas de corriente USB
estándar, ofreciendo opciones de
almacenamiento local o centralizado (cargar
vehículos eléctricos p.e.)
Conclusión• Alimentación a consumidores a través de bus decontinua implica abrir nuevas líneas deinvestigación
• En práctica: necesaria capacidad de control sobrefuentes de energía renovable (red equilibrada)
• Trabajo de I+D: Ensayos para obtener resultadosde eficiencia�edificio piloto con dispositivos dealimentación doble (living-lab), que contara congeneración en DC (fotovoltaica, baterías), Smart-meters, y dispositivos de alimentación dual (aireacondicionado, ordenadores…)
