Energías renovables y transmisión en extra alta tensión (EAT)

En los últimos años, el Perú viene desarrollando proyectos de generación mediante energías renovables, empleando Energía Solar y Energía Eólica.

De acuerdo con el Organismo Supervisor de la Energía (julio 2023) los proyectos de centrales de generación de energía eléctrica no convencional, con estudios de preoperatividad aprobados por el COES, se implementarían en Centrales Eólicas 8,197MW, en las regiones de Arequipa, Ica Lambayeque, Ancash, Cajamarca y Piura y en Centrales Solares Fotovoltaicas 7,815MW, en las regiones de Tacna, Moquegua, Puno, Arequipa, Ica y Piura; todo entre los años 2023 al 2027.

En WEG, mediante la división T&D ubicada en la filial de Lima-Perú, venimos trabajando estos proyectos; en coordinación con empresas proyectistas de España, Brasil, Alemania y Colombia, desarrollando alternativas convenientes y proponiendo equipos y soluciones integrales, que se adapten eficientemente al sistema eléctrico peruano. La gama variada y alta calidad demostrada de nuestros productos, nos posicionan como un proveedor altamente confiable en suministrar equipos y soluciones integrales, acordes a los requerimientos de los clientes, los cuales vienen funcionando de manera satisfactoria a nivel mundial.

Conseguida la generación e iniciado el proceso de transmisión de energía en Extra Alta Tensión, WEG cuenta con fábricas de Transformadores de Potencia, ubicadas en Brasil y México, con capacidad de producir Transformadores de 400MVA y bancos que pueden alcanzar los 900MVA, en 550kV y 750kV. Así también en 500kV, contamos con Seccionadores de Potencia WEG, Transformadores de Corriente y Transformadores de Potencial WEG, adecuados para la atención de este tipo de proyectos. En el caso específico de la Centrales Eólicas y Solares; contamos con los Aerogeneradores, los Transformadores Especiales y los Inversores, para así otorgar una solución integral.

Extra Alta Tensión (EAT)

La Extra Alta Tensión (EAT) se encuentra en el orden de los 400kV a 1000kV, empleando para este fin Transformadores de Potencia, que elevan la tensión, a niveles muy altos de transmisión para hacerlo más eficiente y económico. El sistema de Transmisión Peruano en EAT es en 500kV. Hoy en día, es poco usual, pensar en despachar eficazmente grandes volúmenes de energía obtenida de las plantas de generación, ubicadas a grandes distancias de los centros de consumo, sin el empleo de líneas en EAT.

La justificación para el empleo de tensiones muy elevadas en la transmisión, se encuentra fundamentada por factores técnicos y económicos. La eficiencia de la transmisión, mejora incrementando el voltaje de transmisión; sin embargo, es necesario analizar las posibilidades de pérdidas y su relación con el voltaje, para validar esta afirmación.

Durante la transmisión, los cables y las cadenas de aisladores, son responsables de la pérdida de energía en una Línea de Transmisión. En los conductores, estas pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente transmitida; mientras que, en los aisladores, se consideran poco significativas, por la calidad de los materiales y procesos empleados en su manufactura; por lo que no siendo responsable el voltaje de estas pérdidas, puede ser elevado, en teoría, sin considerar ninguna restricción en el valor límite de la EAT.

Como la potencia transportada por una línea de transmisión es proporcional al producto de la tensión por la corriente (P=V x I) elevando el voltaje, nos resulta posible disminuir la corriente.

Con esta reducción “lineal” de la corriente, obtendremos una reducción “cuadrática” de las pérdidas en los cables, incrementándose la eficiencia del proyecto.

Para largas distancias y grandes cargas de energía; la tensión que adoptemos, dependerá de encontrar un balance entre el costo de la línea y equipos, contra el costo de la operación. A mayor tensión, mayores pérdidas en el aire (efecto de ionización y capacitancia) y mayor costo en los aisladores y equipos; por lo que habrá que encontrar el valor adecuado de voltaje en el cual resulte económico transmitir.

WEG diseña, fabrica y coloca en Servicio, Transformadores de Potencia y Equipos de Patio, eficientes y confiables para trabajar en líneas de EAT, habiendo entregado más de 150 Transformadores para EAT; como el de la Central Hidroeléctrica de ITAIPU en Brasil (475MVA, 550kV) o los entregados para Energías de Portugal (EDP) para un proyecto de generación eólico en Colombia de 120 y 160MVA en 500kV o también el recientemente Transformador entregado para el Epecista TOYO SETAL en Brasil de 450MVA, en 550kV.

Centrales Eólicas

Las Centrales Eólicas obtienen su potencia de la fuerza del viento, transmitida a los alabes de un aerogenerador, responsable de la producción de la energía eléctrica. Con el correcto posicionamiento de las aspas del aerogenerador, en relación a la dirección del viento, se consigue aprovechar al máximo la energía del viento; de esta forma se obtiene la energía eléctrica, que es canalizada al Transformador para que eleve su tensión y se transmita a través de la red eléctrica para su distribución.

WEG cuenta con una ingeniería especializada en aerogeneradores y capacidad de producir los Generadores, Motores, Equipos Electrónicos e incluso la Pintura, para la implementación de Centrales Eólicas. Actualmente, se encuentra próximo el lanzamiento de un nuevo aerogenerador de 7MW y diámetro de rotor de 172 m (superiores a los de 2.1 y 4.2MW) que será una de las mayores máquinas, de este tipo. Además, WEG cuenta con un software que utiliza Inteligencia Artificial y análisis avanzado, capaz de detectar durante la operación, deficiencias de desempeño causadas por las condiciones climáticas adversas.

El prototipo de este nuevo aerogenerador de 7MW entrará en funcionamiento a principios de 2024 y se espera el inicio de la producción en serie el año siguiente.

Centrales Solares

Las Centrales Solares, tienen la capacidad de transformar en energía eléctrica, la radiación proveniente del sol, que al incidir sobre la superficie de las células de silicio (paneles fotovoltaicos) origina un movimiento de electrones y una diferencia de potencial.

Los paneles fotovoltaicos, se acoplan a un sistema inversor DC/AC capaz de transformar la corriente continua producida por los paneles, en corriente alterna, que luego de pasar por el Transformador, estará lista para su distribución.

Brasil es uno de los países más avanzados de América del Sur con respecto al desarrollo de energías renovables. Proyectos como la Planta Solar Sao Goncalo de 475MW y la planta de Rio Grande del Norte, de 532MW, constituyen solo un ejemplo de las 3,893 centrales solares en Brasil, con otras 13 en etapa de construcción.

WEG abastece de productos para estos proyectos en Brasil; así como para otras partes del mundo, como los Transformadores especiales suministrados para un Parque Solar en Sudáfrica.

Estos Transformadores, además de tener una configuración de doble entrada, utilizan como medio aislante Aceite de Éster, que es una opción de aceite vegetal más sustentable en lugar del aceite normal de hidrocarburos.

Utilizado Transformadores WEG el sitio está generando 40MW de energía renovable y WEG suministró 10 Transformadores de 5MVA c/u, que aumentan la tensión de 690V a 11,000V. Los Transformadores poseen una configuración de doble entrada, lo que permite que sea alimentado de manera simultánea por varios inversores string.

El aceite de Ester, tiene la ventaja de soportar altas temperaturas (sin degradarse) y contar con un punto de inflamación más bajo; lo que asegura una mayor vida útil y un bajo riesgo de explosión o incendio. El aceite de éster también retiene mejor el calor, moderando la temperatura de los devanados del Transformador durante su operación.

Para mayor información, por favor entre en contacto con nosotros al siguiente email: uceda@weg.net

 Créditos:  Por: Ricardo Uceda Tafur – Transmission and distribution (T&D) – WEG Perú