Ingeniero trabaja en tecnología de energía renovable en un parque eólico.

Perspectivas de TE

Impulsando el futuro de la energía renovable

Autor: Dr. Thomas Schoepf, vicepresidente y CTO, Energía

Las fuentes de energía renovable, como la energía solar fotovoltaica y eólica, han pasado a la vanguardia de los urgentes debates sobre el clima de la actualidad. La energía solar y la eólica, antes cuestionadas por su escalabilidad e incluso rechazadas por su diseño, se han convertido en alternativas viables a los combustibles fósiles.  

 

En los últimos 50 años se ha registrado un rápido cambio climático y, con él, se han quintuplicado los desastres meteorológicos, desde las heladas que dañan las infraestructuras en Texas hasta los enormes incendios forestales en Australia. Estos fenómenos meteorológicos extremos ocurren cada vez más cerca de nuestros hogares y han llevado a las organizaciones, los gobiernos y las comunidades de todo el planeta a centrarse en la búsqueda de soluciones más sostenibles. 

 

De hecho, los gobiernos de todo el mundo están acelerando el ritmo de adopción de políticas para limitar las emisiones de carbono. ¿Qué ayuda a impulsar este cambio de ritmo? Tecnologías limpias e innovadoras. Son un impulsor crítico de la creciente viabilidad de la energía renovable. El trabajo que realizan los ingenieros en las sombras garantiza la existencia de la tecnología adecuada para que las alternativas más respetuosas con el medioambiente sean más confiables y rentables. 

Un futuro alimentado por la energía solar

Hoy en día, los parques de energía solar para empresas de servicios públicos se desarrollan de forma habitual para producir más de 500 MW, lo que los convierte en una alternativa viable para sustituir a las plantas de energía fósil (por ejemplo, carbón, gas). Este tipo de parques pueden abarcar más de 3000 acres de tierra y, con abundante espacio y sol como requisitos previos, son cada vez más populares en regiones como América del Norte, Oriente Medio y Australia. La generación de energía solar se puede ampliar más rápidamente que la energía eólica, por lo que el riesgo de inversión es menor. De hecho, según la Agencia Internacional de la Energía, el costo global de la producción de electricidad mediante energía solar fotovoltaica es ya el más bajo, con un retorno de la inversión más favorable en las regiones bien adaptadas. 

 

Los parques de energía solar a gran escala requieren cientos de conexiones y miles de metros de cableado que es necesario supervisar y mantener. En TE, hemos rediseñado el parque solar para reducir el costo de instalación hasta en un 40 %, un factor decisivo para que muchos de estos proyectos logren hacerse realidad. Además, nuestros ingenieros han simplificado la arquitectura convencional de los parques de energía solar reduciendo la cantidad de cables necesarios. 

 

La solución de TE se conoce como Solución troncal personalizable (CTS), una alternativa más rentable que las instalaciones solares tradicionales, y se emplea en parques de energía solar a gran escala en todo Estados Unidos, desde Maine hasta California. La arquitectura de CTS posibilita la centralización de las cajas de desconexión, agrupándolas en la plataforma del inversor, lo que mejora la seguridad, la eficiencia y el costo total de propiedad del parque solar. Como resultado, nuestros clientes ahorran millones de dólares en materiales, costos de instalación y mantenimiento, así como ahorros al ejecutar operaciones más eficientes. 

 

Black & Veatch, una empresa líder en ingeniería, adquisición y construcción (EPC) que construye plantas solares para servicios públicos, se ha beneficiado del enfoque racionalizado de nuestro sistema CTS en un parque solar energizado en el Medio Oeste de Estados Unidos. Ben Anderson, gerente de Proyectos de Energías Renovables, explica: “Pudimos reducir con éxito el tiempo de trabajo en el campo y obtener beneficios en confiabilidad sobre las cajas combinadoras tradicionales, lo cual es muy apreciado por nuestros clientes”.   

Solución troncal para la arquitectura de parques de energía solar

La energía eólica se beneficia de la vitamina del mar

En las zonas en las que la densidad demográfica hace que los parques solares en expansión sean menos viables, como en Europa, la energía eólica ha seguido ganando popularidad. Las empresas de servicios públicos se centran actualmente en la energía eólica marina por la gran cantidad de potencia que pueden generar con turbinas y parques a gran escala. Además, las velocidades del viento en alta mar tienden a ser más estables que en tierra, lo que produce una fuente de energía más confiable. Mientras tanto, la demanda de energía eólica en tierra ha disminuido a medida que las turbinas han ido aumentando de tamaño, lo que ha incrementado la resistencia del público en general y ha añadido complejidad al cumplimiento de la normativa local. Por ejemplo, las turbinas deben estar a diez veces su altura de la vivienda más cercana en Alemania. 

 

La gestión de parques eólicos marinos que se extienden por todo el mundo también conlleva sus desafíos. Las turbinas y las conexiones necesitan un rendimiento confiable mientras soportan el constante deterioro por el agua salada corrosiva y las tormentas que se intensifican. También es inmensamente costoso transportar personal y equipos en helicóptero. Estos desafíos aumentan la importancia de atender las necesidades de mantenimiento de forma rápida, confiable y con la menor frecuencia posible. Además, cuanto más se pueda preinstalar, mejor.

 

Hemos desarrollado sistemas de conexión optimizados y resilientes con una instalación simplificada para hacer frente a estos desafíos y minimizar los costos. Por ejemplo, solo se necesita un trabajador para montar nuestros conectores de interruptores de alto voltaje para turbinas en alta mar. Estas eficiencias contribuyen a que la energía eólica sea más competitiva, tanto desde el punto de vista del costo como de la confiabilidad, en comparación con las fuentes de energía tradicionales, lo que incentiva a las partes interesadas a hacer la transición. Al mismo tiempo, trabajamos permanentemente para desarrollar soluciones que sirvan para aumentar la capacidad de generación de energía y otras formas de generación renovable, como los parques eólicos flotantes. 

Figura que muestra la evolución del tamaño y la capacidad de las turbinas eólicas

Fuente de la imagen: Agencia Internacional de la Energía, World Energy Outlook 2019, www.iea.org/weo, febrero de 2022

Carga anticipada con almacenamiento de batería

La energía eléctrica sigue siendo la forma más potente de energía: es muy eficiente y fácil de transportar y convertir. El uso directo de la energía eléctrica a medida que se produce es siempre la opción más eficiente y preferible, pero no siempre es realista. Con la energía renovable en particular, la luz solar y el viento no se producen las 24 horas del día, los 7 días de la semana; debido a esto, el almacenamiento de energía es una consideración esencial. Gracias al almacenamiento, podemos acumular y distribuir energía constante y segura a los consumidores.

 

El almacenamiento de baterías es una pieza esencial del rompecabezas de las energías renovables y sirve para dos propósitos principales:

 

1. Estabilización de la red o de la frecuencia: Las diferentes fuentes de energía y cargas que se agregan a la red pueden causar fluctuaciones y, tener energía disponible a corto plazo, puede ayudar a compensarlas. La tecnología de estabilización aún está evolucionando; por ejemplo, TE está muy involucrado en ayudar a las empresas a desarrollar microrredes como una solución.

 

2. Compensar los tiempos de baja producción: Por ejemplo, cuando el sol no brilla o cuando no hay viento, la energía almacenada en las baterías puede utilizarse para estabilizar el flujo de energía, garantizando un acceso constante a esta.

 

Aunque los planes de los grandes parques de energía solar incluyen un elemento de almacenamiento de baterías, esta tecnología será mucho más importante. Durante los próximos cinco a diez años, la producción de energía renovable a escala mundial aumentará, y con ella la necesidad de almacenamiento de energía. Se espera que el costo de producción de las baterías siga bajando, haciendo que el almacenamiento generalizado sea menos costoso que en la actualidad.

Mejorar la gestión de la red mediante la digitalización

La red eléctrica tiene ahora que hacer frente a un número cada vez mayor de fuentes de energía renovable más difíciles de predecir. Al mismo tiempo, la electricidad está adquiriendo un papel más importante en la satisfacción de nuestras necesidades cotidianas, como la movilidad (vehículos eléctricos), la iluminación, la cocina, la calefacción y la refrigeración. Con ello, las tecnologías digitales desempeñan una función cada vez más esencial, lo que exige un mayor número de sensores en los puntos de conexión críticos de la red eléctrica y de distribución. Es por eso que en TE, nuestros componentes de conectividad se han desarrollado con tecnologías de sensores integradas o modernizadas.

 

El enfoque global en la lucha contra el cambio climático solo se intensificará, y el interés en la energía renovable aumentará junto con él. TE Connectivity mantiene un firme compromiso de ofrecer las innovaciones esenciales necesarias para ayudar a acelerar la transición a fuentes de energía sin emisiones de carbono, tanto ahora como en el futuro. 

Información sobre el autor

Dr. Thomas Schoepf, VP & CTO, TE Energy

Dr. Thomas J. Schoepf

El Dr. Thomas J. Schoepf es vicepresidente y director de tecnología de la unidad de negocio global de energía de TE. Lidera el equipo responsable de la innovación de extremo a extremo y la transformación digital de soluciones de conectividad para redes de energía sostenible. Thomas cuenta con más de 25 años de experiencia internacional en ingeniería y liderazgo en los sectores de la industria automotriz, la automatización y la gestión de la energía, y ha impulsado una amplia gama de desarrollos tecnológicos, que incluyen las redes y microrredes de confiabilidad, detección de fallas, seguridad y sensores.