De la generación con grupo electrógeno al almacenamiento solar con baterías: un proyecto energético aislado de la red en un bosque

Resumen del caso

Un proyecto forestal remoto comenzó con un pequeño grupo electrógeno y un reto práctico: crear un sistema eléctrico fiable para un emplazamiento todavía en desarrollo, cuya futura demanda incluiría edificios, bombas, puertas, iluminación y otros equipos.

GeePower colaboró con el cliente para conocer las cargas previstas y los requisitos del proyecto, y configuró un sistema de almacenamiento energético de 20kW / 51.2kWh para el emplazamiento.

El suministro completo incluyó los paneles solares, el sistema de almacenamiento de energía en baterías, el inversor y los componentes relacionados. La instalación se realizó localmente; GeePower prestó asistencia técnica remota por teléfono, correo electrónico y WhatsApp durante la instalación y la puesta en marcha.

Cuando se documentó el proyecto, el sistema solar con baterías ya llevaba varios meses funcionando, mientras el desarrollo del emplazamiento forestal seguía en curso.

Nota sobre el material audiovisual: el material del proyecto, los comentarios del cliente y las observaciones de funcionamiento proceden de contenidos facilitados o publicados por el propietario. Las cifras de rendimiento corresponden a esta instalación, sus condiciones de funcionamiento y la fase de desarrollo del proyecto.

El sistema de un vistazo 

El reto: proporcionar electricidad fiable a un emplazamiento remoto

Antes de instalar el nuevo sistema, un pequeño grupo electrógeno suministraba electricidad al emplazamiento forestal.

Aquello bastaba como suministro temporal, pero el proyecto estaba creciendo.

Finalmente se necesitaría electricidad en varias zonas de la finca, entre ellas:

• el edificio principal;
• una caseta de bombas;
• puertas de acceso;
• el patio inferior;
• futuros proyectores alrededor del bosque;
• herramientas de construcción y cargas eléctricas temporales;

Por ello, el cliente necesitaba un sistema capaz de atender tanto la fase actual de construcción como el aumento de la demanda eléctrica conforme avanzara el proyecto.

Configuración del sistema según los requisitos del proyecto

Antes de suministrar los equipos, GeePower habló con el cliente sobre la aplicación prevista, las cargas esperadas y los requisitos generales del proyecto.

A partir de estos requisitos, el sistema se configuró con un inversor de 20kW y una capacidad de batería de 51.2kWh, con una tensión nominal de batería de 512VDC.

El sistema admite hasta 30kW de entrada FV, con dos canales MPPT y un rango de funcionamiento MPPT de 150–850VDC.

GeePower suministró los principales componentes necesarios para el proyecto, entre ellos:

• paneles solares;
• sistema de almacenamiento de energía en baterías;
• inversor;
• equipos relacionados con el sistema;

El objetivo no era simplemente suministrar un armario de baterías, sino adaptar el sistema de almacenamiento y conversión de potencia a la aplicación aislada de la red prevista por el cliente.

Preparación del emplazamiento para el sistema de almacenamiento energético

Antes de colocar la batería y los inversores, hubo que preparar la zona de instalación.

Primero se instalaron las canalizaciones de potencia para tender los cables eléctricos bajo tierra.

Después se ejecutó una cimentación de hormigón que proporciona una base estable para los equipos de baterías e inversores.

Una vez terminada la cimentación, se colocaron el sistema de almacenamiento energético y los armarios eléctricos del proyecto.

Esta infraestructura creó un punto eléctrico central desde el que más adelante podría distribuirse energía a las distintas zonas de la finca forestal.

Distribución eléctrica específica para todo el emplazamiento

Se fabricaron dos armarios eléctricos a medida para el proyecto, en acero galvanizado y con recubrimiento en polvo.

Un armario se utilizó para las conexiones eléctricas de entrada y el segundo alojó los equipos principales de distribución.

Desde el punto de distribución parten canalizaciones subterráneas hacia varias zonas del emplazamiento, como la caseta de bombas, los accesos y el patio inferior. También se ha previsto infraestructura adicional para la futura iluminación del bosque.

El sistema de distribución incluye un cuadro trifásico con fusibles y protección contra sobretensiones.

Un cable trifásico con armadura de hilos de acero (SWA) de 25mm² conecta el sistema de inversores al cuadro de distribución, junto con un interruptor automático de caja moldeada (MCCB) de 80A utilizado para aislar el inversor del sistema de distribución eléctrica del emplazamiento.

Instalación del campo solar de 36 paneles

El proyecto utiliza 36 paneles solares instalados en la cubierta de la estructura principal del emplazamiento.

El campo se dividió en tres cadenas de 12 paneles.

El edificio ya se había orientado teniendo en cuenta la exposición solar. Aunque los árboles circundantes producen algo de sombra durante parte del día, el campo ha generado una potencia considerable en condiciones adecuadas.

Los cables solares se llevaron por canaletas de protección entre los paneles antes de continuar hacia el inversor y el sistema de baterías.

Esto ayudó a organizar y proteger el cableado en el entorno exterior.

Puesta a tierra y protección eléctrica

Se instalaron dos picas de tierra de 2 metros como parte del sistema eléctrico.

La instalación también incluye protección contra sobretensiones, interruptores automáticos y equipos específicos de protección solar.

Estos componentes son una parte importante de la instalación aislada de la red, junto con el campo solar, el inversor y el sistema de baterías.

Puesta en marcha: el sistema no arrancó como se esperaba

La puesta en marcha no salió perfectamente al primer intento.

Una vez conectados los equipos, el sistema inicialmente no funcionó correctamente.

El cliente conectó un portátil para diagnosticar el problema y utilizó temporalmente un grupo electrógeno para aportar carga suficiente y volver a poner el sistema en funcionamiento.

Una vez cargada la batería y resuelta la incidencia de puesta en marcha, el sistema volvió a funcionar con normalidad.

Durante la instalación y la puesta en marcha, GeePower proporcionó orientación técnica a distancia por teléfono, correo electrónico y WhatsApp, de modo que las incidencias y dudas de configuración pudieron tratarse sin la presencia de un ingeniero en el emplazamiento.

Por tanto, el uso del grupo electrógeno mostrado en el proyecto formaba parte de la puesta en marcha, y no del concepto principal de funcionamiento del sistema terminado.

Funcionamiento en condiciones reales

Cuando el propietario documentó la instalación, el sistema ya llevaba varios meses en funcionamiento.

Su valoración fue clara:

«Lleva funcionando muy bien desde hace unos meses».

Lo inusual en esta fase no era la escasez de electricidad.

Como el edificio principal seguía en construcción, el consumo eléctrico del emplazamiento todavía no era suficiente para someter regularmente la batería de 51.2kWh a ciclos de carga y descarga.

Para obtener un ciclo de descarga más profundo, el propietario desconectaba ocasionalmente el campo solar durante aproximadamente dos días. Las cargas existentes descargaban entonces la batería antes de volver a conectar el sistema FV.

Al volver a conectar los paneles solares, la batería pudo recargarse con la generación solar.

Se prevé que el consumo eléctrico del emplazamiento aumente a medida que entren en servicio más edificios, bombas, iluminación y otras cargas.

Producción solar observada en el emplazamiento

Durante la grabación se observó que el sistema producía aproximadamente 13–18kW de energía solar bajo condiciones cambiantes de luz solar.

Esto es coherente con un sistema diseñado para admitir hasta 30kW de entrada FV, aunque la generación solar real depende del campo instalado, la orientación de los paneles, las sombras, el tiempo, la estación del año y otras condiciones del emplazamiento.

Las cifras anteriores son observaciones de esta instalación concreta y no deben interpretarse como valores de producción garantizados para otros proyectos.

En esta fase de desarrollo del emplazamiento forestal, la generación solar disponible ha superado en ocasiones la demanda eléctrica de las instalaciones aún sin terminar.

Del suministro temporal con grupo electrógeno a un sistema solar con almacenamiento

El cambio práctico en el emplazamiento va más allá de la instalación de un armario de baterías.

El suministro temporal original dependía de un pequeño grupo electrógeno. La nueva infraestructura combina:

FV → inversor → almacenamiento en baterías → protección y distribución → cargas del emplazamiento

El sistema puede atender ahora la demanda eléctrica existente y deja margen para cargas adicionales a medida que se desarrolla la finca.

El proyecto también muestra por qué una instalación aislada de la red no puede especificarse solo por la capacidad de la batería. La entrada FV, la potencia del inversor, las cargas previstas, la infraestructura de distribución y la futura ampliación deben estudiarse conjuntamente.

En este caso, GeePower participó desde la identificación de las necesidades del cliente y la configuración de la solución de almacenamiento energético hasta el suministro de los equipos principales y la asistencia remota durante la instalación.

Un sistema para un proyecto todavía en desarrollo

El desarrollo de la finca forestal aún no ha terminado.

La infraestructura eléctrica se instaló mientras el edificio principal y otras zonas de la finca seguían en desarrollo, de modo que el sistema energético pudo comenzar a funcionar antes de alcanzar el perfil de carga final del proyecto.

Se prevé una demanda futura de edificios adicionales, bombeo de agua, accesos, iluminación exterior y otros equipos de la finca.

Este proyecto es un ejemplo real de diseño de un sistema aislado de la red teniendo en cuenta la demanda actual y la ampliación futura, en lugar de dimensionarlo solo para la fase de construcción.

¿Estás planificando un proyecto de almacenamiento energético aislado de la red?

Las fincas remotas, explotaciones agrícolas, talleres, obras y otras aplicaciones aisladas de la red pueden tener requisitos de potencia muy diferentes.

La capacidad de la batería por sí sola no basta para definir el sistema adecuado.

Para definir una configuración práctica, deben considerarse conjuntamente factores como:

• carga punta y continua;
• potencia necesaria del inversor;
• potencia FV;
• consumo energético diario;
• requisitos de respaldo;
• cargas futuras previstas;

deben estudiarse conjuntamente;

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