Central híbrida para un centro de reproducción de cerdos en España
Tipo de intervención
Estudio previo, estudio, puesta en marchaCliente
MazanaFecha de finalización
Lugar
Huesca, EspañaAcerca de la instalación
El grupo de empresas Mazanalíder nacional en producción porcina, ha confiado a CRE Technology la realización de un proyecto híbrido que combina una central diesel y una central fotovoltaica en su centro de Castelflorite (Huesca, España). Comprometidas con la reducción del impacto medioambiental y la descarbonización, las dos empresas han diseñado un sistema que reducirá el consumo de gasóleo y las emisiones contaminantes.
1. Antecedentes
La creciente demanda de soluciones energéticas sostenibles y de alto rendimiento ha propiciado avances significativos en la integración de las energías renovables con las fuentes convencionales de producción de energía. En este contexto, CRE Technology ha desarrollado una innovadora solución híbrida que permite combinar varias fuentes de electricidad de forma flexible y eficiente. Este sistema optimiza el uso de la energía, reduce los costos operativos y las emisiones contaminantes, al tiempo que garantiza una gestión más eficiente de los recursos energéticos disponibles.
Los sistemas eléctricos híbridos se han convertido en una tendencia clave en muchos sectores, especialmente en entornos en los que las fuentes de energía renovables, como la fotovoltaica y la eólica, deben acoplarse a soluciones tradicionales como los grupos electrógenos. Sin la solución de gestión adecuada, estos sistemas pueden resultar ineficaces, lo que conlleva un consumo excesivo de combustible, elevados costos de funcionamiento y una menor confiabilidad del suministro eléctrico.
La solución híbrida de CRE Technology permite integrar sin problemas diferentes fuentes de energía, adaptándose a las necesidades específicas de cada cliente. Gracias a su arquitectura modular y flexible, puede ampliarse y personalizarse para adaptarse a los requisitos energéticos de cada instalación. Esta avanzada tecnología asegura un uso óptimo de los recursos y garantiza la confiabilidad y estabilidad de la red eléctrica, incluso en condiciones difíciles o cuando se produce una pérdida de comunicación entre los equipos de control.
El centro de cría de cerdos de Castelflorite, situado en la provincia de Huesca, fue inaugurado a finales de 2024 y se ha convertido en una de las instalaciones más modernas y avanzadas del sector. Con una capacidad de 3.000 madres y una producción anual de más de 60.000 lechones, el centro incorpora sistemas tecnológicos de última generación que garantizan tanto el bienestar animal como la optimización de los procesos de producción.
Además de por su capacidad de producción, la instalación destaca por su compromiso con la sostenibilidad y la reducción de su huella ambiental.
Las tecnologías innovadoras garantizan control estricto de las condiciones ambientales y sanitarias, reduciendo el riesgo de contaminación cruzada entre animales y limitando el riesgo de enfermedades. La integración de estas soluciones tecnológicas es esencial para mejorar la eficiencia operativa y garantizar un entorno saludable para los animales, factor clave para su desarrollo y productividad.
A medida que la industria agroalimentaria avanza hacia modelos más sostenibles, el centro de Castelflorite representa un ejemplo de innovación, incorporando las mejores prácticas en materia de bienestar animal y ecorresponsabilidad.
Para garantizar el buen funcionamiento de estas instalaciones, dada su dependencia de la electricidad y la ausencia de conexión a la red, se han instalado dos grupos electrógenos para su funcionamiento continuo las 24 horas del día, 7 días a la semana, uno de ellos actuando como respaldo del grupo electrógeno principal.
Los grupos electrógenos, fabricados por Grupos y Generadores Monzón, tienen una capacidad de 300 kVA para el grupo principal y 500 kVA para el grupo de respaldo, y están equipados con un sistema de regulación frecuencia y voltaje.
A la espera de la conexión a la red eléctrica, prevista para finales de 2025, el Grupo Empresarial Mazana ha instalado una central fotovoltaica de 220 kW, con una potencia nominal de 200 kW, equipada con 2 inversores Huawei y paneles fotovoltaicos Longi, para apoyar el suministro eléctrico y reducir el consumo de energía. La central fotovoltaica ha sido instalada por AMB Greenpower, que ha desempeñado un papel clave en la integración de la central con la solución híbrida desarrollada por CRE Technology.
2. Problemas encontrados por el cliente
La ausencia de conexión a la red eléctrica hace que el grupo electrógeno principal tenga que funcionar continuamente, lo que significa:
- Alto consumo de gasoil, lo que se traduce en elevados costos de operación.
- Llenado frecuente de los depósitos, lo que requiere una logística regular.
Además, la entrada de vehículos en el centro representa un riesgo sanitario para los animales, ya que aumenta el riesgo de contaminación y propagación de enfermedades. Por lo tanto, es esencial limitar al máximo estos movimientos.
Dadas estas limitaciones, la reducción del consumo de gasoil era una prioridad para el cliente. Esto llevó a CRE Technology a desarrollar un sistema control avanzado que permitiera la hibridación de la central fotovoltaica con los grupos electrógenos.
La solución que aportamos
Tras un estudio en profundidad de la integración energética, CRE Technology propuso una solución que garantiza la completa hibridación de la central fotovoltaica con los grupos electrógenos.
Esta solución se basa en la utilización de equipos de control de la gama COMPACT, que permiten gestionar tanto los grupos electrógenos como los inversores fotovoltaicos.
Además, se ha instalado un módulo de acceso remoto que permite supervisar la central en tiempo real y enviar alertas en caso de anomalías.
1. Módulo GENSYS COMPACT PRIME – Gestión de grupos electrógenos
Un módulo GENSYS COMPACT PRIME para gestionar los generadores, con las siguientes funciones:
- Arranque y parada automáticos del motor: Simplifica el proceso de arranque y parada de los grupos electrógenos.
- Comunicación CANbus J1939: Garantiza la integración con motores electrónicos, mejorando la supervisión y el control del rendimiento.
- Protección del generador: Incluye protección mecánica y eléctrica para garantizar un funcionamiento seguro y confiable.
- Monitorización y visualización de parámetros: Permite visualizar y controlar de forma sencilla los parámetros mecánicos y eléctricos.
- Capacidad de sincronización: Permite sincronizar hasta 32 grupos electrógenos con la red, las baterías, los paneles fotovoltaicos o los aerogeneradores, garantizando una gestión eficiente de la energía.
- Reparto de la carga (kW/kVAr): Incluye la gestión de las rampas de carga y descarga para optimizar la distribución de la energía.
- Gestión dinámica de los grupos electrógenos: Ajusta automáticamente el número de generadores en funcionamiento en función de las variaciones de carga y de la generación fotovoltaica o eólica. Esta funcionalidad se basa en la comunicación avanzada CANbus con los demás controladores híbridos, garantizando un suministro eléctrico de reserva constante.
2. Módulo HYBRID COMPACT – Gestión de inversores fotovoltaicos y eólicos
Un módulo HYBRID COMPACT para gestionar los inversores fotovoltaicos a través del SmartLogger 3000 de Huawei, con las siguientes funciones:
- Control flexible del inversor: Permite la gestión de un único inversor fotovoltaico o eólico, así como la gestión simultánea de varios inversores mediante un dispositivo de centralización propio.
- Amplia compatibilidad de comunicaciones: Admite los protocolos ModBus TCP y RTU (con adaptador RTU) para una amplia gama de inversores, incluidos: ABB, Afore, AP Systems, Canadian Solar, Danfoss Solar, Delta, Deye, Fronius, Goodwe, Hoymiles, Huawei, Kaco, Outback Power, Qcells, Schneider, Solax Power, Solis, Sungrow...
- Para los inversores compatibles con Sunspec, el reconocimiento es automático, sin necesidad de configurar la tabla ModBus.
- Para los inversores no compatibles con Sunspec, existe una tabla ModBus configurable.
- Monitorización y visualización de parámetros: Adquisición y visualización de los parámetros eléctricos de los inversores a través de ModBus TCP/RTU o a través de las entradas de tensión y corriente integradas en el controlador, lo que garantiza la redundancia y una adquisición de datos más rápida.
- Gestión de la limitación de la energía fotovoltaica y eólica: Ajuste de la potencia de producción en función de las necesidades de la aplicación, en particular para:
- Mantener una potencia mínima en los generadores
- Cumplir con las consignas de la red
- Limitar la corriente de carga de la batería
- control de la potencia reactiva: Permite gestión de la potencia reactiva de los inversores fotovoltaicos o eólicos mediante :
- Un factor de potencia fijo configurable
- Distribución de la potencia reactiva entre las distintas fuentes de energía
- Asegurar la producción:
- Parada inmediata de la generación fotovoltaica o eólica en caso de potencia inversa en los grupos electrónegos, para garantizar que siguen produciendo.
- Integración del control manual del relé de producción del inversor.
- Gestión de la pérdida de comunicación: En caso de pérdida de comunicación con el inversor:
- El controlador puede abrir el relé de producción del inversor.
- Los grupos electrógenos pasan al modo droop para garantizar la continuidad del suministro y vuelven al modo isócrono una vez restablecida la comunicación.
- Protección eléctrica para inversores: Garantiza la seguridad y longevidad de los equipos.
3. Módulo I4GEN BOX – Supervisión y comunicación remota
Un módulo I4GEN BOX para permitir la supervisión y gestión a distancia de la instalación, con las siguientes funciones:
- Visualización automática del diagrama unifilar de la instalación: Simplifica la gestión y el control de hasta 40 fuentes de energía.
- Registro eventos con marca de tiempo: Almacena los últimos 500 eventos, alarmas y fallas, con varios filtros para facilitar el diagnóstico.
- Curvas históricas de producción: Almacenamiento de datos de hasta 30 años para un análisis detallado del rendimiento.
- Conectividad universal: Acceso a Internet mediante Wi-Fi, Ethernet (WAN) o 4G (tarjeta SIM), lo que garantiza la monitorización en cualquier circunstancia.
- Configuración automática de las direcciones IP: Simplifica y agiliza el acceso a los distintos controladores de la instalación.
- Sincronización automática de la hora en la red: Se aplica a todos los controladores para garantizar la coherencia de los datos.
- Acceso remoto seguro a través de ZOHO Assist©: Permite supervisar, configurar y controlar sus equipos, esté donde esté.
- Notificaciones detalladas por correo electrónico: Alertas automáticas enviadas en caso de alarma o falla.
- Localización GPS integrada: Alerta por correo electrónico cuando se mueven los generadores.
- Interfaz de visualización totalmente personalizable: Las páginas de supervisión pueden adaptarse a las necesidades específicas del cliente.
- Personalización de la interfaz del cliente: Logo que aparece en la cabecera, en la página de inicio y en la pantalla de inicio personalizables.
4. Gestión de la comunicación entre grupos electrógenos e inversores
Para garantizar un control óptimo de la producción de energía entre los grupos electrógenos y los inversores fotovoltaicos, se ha implementado una topología de comunicación basada en CANBus y Modbus TCP. Esta arquitectura permite una gestión eficaz de los flujos de potencia y garantiza un reparto equilibrado de la carga entre las distintas fuentes de energía.
De esta forma, se puede controlar la potencia producida, tanto activa como reactiva, por los grupos electrógenos y los inversores fotovoltaicos, permitiendo distribuir la carga de forma eficiente entre estas diferentes fuentes de energía.
En caso de pérdida de comunicación CANBus entre los controladores, la central pasará a modo droop, permitiendo que los grupos electrógenos sigan funcionando en paralelo con los inversores fotovoltaicos.
El sistema también incorpora protección contra potencia inversa a los generadores. Si existe riesgo de potencia inversa, la producción fotovoltaica se desactiva para evitar que los generadores se paren, lo que podría provocar una pérdida de voltaje en la instalación.
El módulo I4GEN BOX puede generar curvas de producción en kW y kVAr para los grupos electrógenos y la central voltaica. La siguiente imagen ilustra el perfil de producción para esta aplicación.
Gracias a la opción de superposición de curvas, se ve claramente que los inversores fotovoltaicos (curva amarilla) generan más potencia que el grupo electrógeno (curva azul) durante las horas soleadas.
La solución híbrida desarrollada por CRE Technology ofrece las siguientes ventajas:
- Modularidad y escalabilidad: Una solución adaptable a las necesidades de los clientes que ofrece un excelente compromiso entre funcionalidad y costo.
- Gestión híbrida avanzada: Permite controlar eficazmente distintas fuentes de producción de energía, como la red eléctrica, los grupos electrógenos, los inversores fotovoltaicos, el almacenamiento en baterías y los aerogeneradores, en cualquier cantidad o combinación.
- Secuencias de control integradas: Incluye secuencias predefinidas que eliminan la necesidad de un PLC, garantizando la producción de energía incluso si se pierde la comunicación entre los equipos de control. Este enfoque también reduce el tiempo de puesta en marcha gracias a una configuración simplificada.
- Supervisión remota: Permite la supervisión en tiempo real desde cualquier dispositivo, con la opción de autenticación de dos factores y el envío de alertas en caso de anomalías.
- Optimización de los costos de instalación: Gracias a la capacidad de los inversores fotovoltaicos de producir potencia reactiva en los cuatro cuadrantes, no es necesario instalar un banco de condensadores, lo que reduce el costo global de la instalación.
- Reducción del consumo de combustible y de las emisiones contaminantes: La optimización del uso de fuentes renovables puede reducir el consumo de combustible hasta en un 50%, como ilustran las siguientes imágenes, que muestran el impacto de la producción fotovoltaica en el consumo de combustible.
Conclusión
Según este artículo, la hibridación de distintas fuentes de energía no solo representa una solución innovadora para la producción de electricidad, sino que también ofrece numerosas ventajas técnicas y económicas.
Al combinar fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, con sistemas de producción convencionales, es posibleoptimizar el rendimiento y la confiabilidad de las instalaciones. Esto permite a nuestros clientes reducir significativamente los costos de instalación y mantenimiento, a la vez que aprovechan al máximo los recursos energéticos disponibles, en función de las condiciones ambientales.
Este enfoque híbrido también tiene un impacto directo en la sostenibilidad, ya que contribuye a reducir las emisiones contaminantes al disminuir la dependencia de los combustibles fósiles.
Por lo tanto, ofrece una doble ventaja: tanto económica para los usuarios, como ecológica, al promover un modelo de consumo energético más responsable y respetuoso con el medio ambiente.
En este sentido, el despliegue de tecnologías híbridas se perfila como una estrategia clave para apoyar la transición energética, contribuyendo a mitigar los efectos del cambio climático a escala mundial.
Por tanto, este tipo de aplicaciones híbridas no solo tienen como objetivo la optimización de recursos y la reducción de costes, sino que participan activamente en la construcción de un futuro más verde y sostenible para las generaciones venideras.
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