El proyecto ‘Inversores fotovoltaicos sostenibles: diseño, análisis de carga e innovaciones para una larga vida útil’ (StABIL) está desarrollando un nuevo tipo de inversor fotovoltaico de impresión de voltaje, con el objetivo de garantizar la estabilidad de la red, mientras se alarga la vida útil de los dispositivos.
Para lograr los objetivos de protección climática, la potencia basada en inversores instalada en Alemania aumentará enormemente en los próximos años. Una proporción significativa de la generación provendrá de sistemas fotovoltaicos, que crecerán desde los 60 GW actuales hasta los 650 GW en 2045. Por este motivo, los inversores fotovoltaicos tendrán que garantizar cada vez más la estabilidad de la red en el futuro.
En el sistema energético del futuro, que se instalará en gran medida sin los generadores síncronos que forman la red de las centrales eléctricas convencionales actuales, los inversores que forman la red mantendrán la red estable no solo en el funcionamiento normal sino también en caso de interrupciones importantes. Todavía existe la necesidad de investigación y desarrollo, en particular con respecto a la adaptación necesaria de hardware y software y las futuras cargas en los dispositivos.
En este contexto, el instituto de investigación Fraunhofer ISE, KACO new Energy e Infineon Technologies están trabajando juntos en el proyecto StABIL para analizar las cargas que se producen en un inversor fotovoltaico de formación de red, para su desarrollo y transferencia de los conocimientos adquiridos a un diseño optimizado y duradero del hardware.
Etapas del proyecto
El primer paso de este proyecto se centra en examinar a qué escenarios de carga estarán expuestos los inversores que forman la red en el futuro y simularlos en un laboratorio de pruebas. Los investigadores esperan poder sacar conclusiones sobre el dimensionamiento óptimo y rentable, en particular de los semiconductores de potencia.
Posteriormente, los inversores de energía fotovoltaica de formación de red recientemente desarrollados se están probando en condiciones de funcionamiento y cargas reales es un campo de pruebas en el parque fotovoltaico Dürbheim en Alemania. Los perfiles de tensión típicos, los llamados ‘perfiles de misión’, se derivan de los resultados, que a su vez se analizan en el laboratorio en combinación con las tensiones futuras identificadas. A partir de estos datos se pueden realizar recomendaciones al público para un diseño optimizado, para obtener una larga vida útil de los dispositivos y sus componentes.
En este contexto, la contribución de Fraunhofer ISE consiste en el análisis de las cargas mediante mediciones en el laboratorio, en las pruebas de campo de Dürbheim y en realizar la definición de las especificaciones de diseño resultantes para inversores con una vida útil optimizada.
Por su parte, Infineon Technologies optimiza la capacidad de sobrecarga y la vida útil de los módulos de semiconductores para las cargas de la operación de formación de red. El enfoque principal de KACO new energy es la investigación y el desarrollo del control de formación de red para la operación fotovoltaica y su transferencia a los inversores fotovoltaicos, en los que se integran los módulos semiconductores optimizados de Infineon Technologies.