En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Texas A&M y la industria han diseñado una tecnología inteligente que puede ayudar a las empresas de servicios públicos a brindar un mejor servicio a las comunidades afectadas por apagones. Los investigadores dijeron que su único dispositivo funciona mejorando la entrega de energía entre los sistemas de energía solar domésticos y elred eléctrica.
"Nuestra innovación permite que los consumidores de energía solar dependan menos de la red eléctrica externa. La misma tecnología también permite que la empresa de servicios públicos controle la distribución de energía, lo que es particularmente útil durante cortes de energía causados por tormentas y otros desastres naturales", dijo el Dr.Le Xie, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. "Es un escenario en el que todos ganan tanto para el consumidor como para la empresa de servicios públicos".
El estudio se publicó en línea en el Instituto de Electricidad y Electrónica Revista de ingenieros de temas emergentes y seleccionados en electrónica de potencia en abril.
Durante la última década, una fuerte caída en el costo de los paneles solares ha animado a más hogares a adoptar sistemas de energía solar. En estos hogares, la corriente generada por los paneles solares en la azotea se alimenta a un inversor antes de que la electricidad esté lista para uso residencialy carga de baterías solares de respaldo. Otro conjunto de electrónica de potencia conecta los paneles solares y las baterías a la red.
Estas conexiones aseguran que las casas estén siempre conectadas a la red siempre que la red sea funcional. Durante el día, las casas consumen más energía solar y cualquier exceso de energía se suministra a la red. Por la noche, las casas obtienen electricidad de la red.
Los investigadores notaron que estos sistemas convencionales tienen muchas desventajas. Cualquier fluctuación de voltaje en la red, debido a daños en las líneas eléctricas o sobrecarga, afecta a los dispositivos conectados en los hogares. Además, dijeron que la corriente inyectada a la red desde energía solarLos hogares pueden tener ciertas irregularidades, conocidas como armónicos, que afectan la calidad de la energía dentro de la red.
Los investigadores dijeron que otro problema pertinente es que es poco lo que una empresa de servicios públicos puede hacer para limitar la cantidad de electricidad de la red consumida por hogares que funcionan con energía solar. Este inconveniente es particularmente dañino durante desastres naturales donde otras comunidades o servicios esenciales, como hospitales,necesita apoyo energético.
"Actualmente, no existe un sistema para regular o limitar el consumo de energía", dijo el Dr. Prasad Enjeti, Profesor III de TI en Ingeniería Analógica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. "Los usuarios finales con sistemas de energía solar continúan consumiendo electricidadde la red porque las empresas de servicios públicos no tienen forma de controlarlo ".
A diferencia de los sistemas convencionales de energía solar que involucran muchos componentes electrónicos para conectarse desde la red, los investigadores armaron un solo dispositivo, llamado inteligencia de electrónica de potencia en el borde de la red, o PINE. Este dispositivo, que se instala afuerauna casa, tiene tres conexiones principales: una que va a la casa, otra a la red pública y otra a los paneles solares y las baterías. PINE puede controlar el flujo de electricidad en cualquiera de estas direcciones.
"Este dispositivo es como un enrutador de energía inteligente", dijo Enjeti. "Regula el voltaje de la red, integra la energía solar, que se produce localmente, y gestiona y enruta inteligentemente la energía en todas las direcciones".
Los investigadores diseñaron este dispositivo para que también sea programable, de modo que un usuario externo autorizado, como la empresa de servicios públicos, pueda controlar la cantidad de electricidad de la red que llega a los hogares con energía solar. Enjeti dijo que los sistemas PINE instalados en diferentes hogares también se pueden programar paracomunicarse entre sí y con el operador de distribución.
Para probar si las redes PINE funcionarán según lo previsto, los investigadores construyeron un prototipo de hardware y realizaron extensas simulaciones por computadora de un vecindario mixto en el que algunas casas tenían sistemas PINE y otras no. El rendimiento del hardware junto con las simulaciones revelaron que las casascon el sistema PINE tenía un voltaje más limpio y estable. A nivel de la red, el voltaje inyectado desde estas casas también era estable porque el sistema PINE también lo regulaba.
"Los sistemas PINE pueden inyectar dinámicamente y en tiempo real soporte de voltaje diferente a la red de servicios públicos. Por lo tanto, las empresas de servicios públicos no necesitan gastar millones en comprar bancos de capacitores para soportar el voltaje en las líneas de alimentación", dijo Xie. "Durante cortes de energía, PINE permite que los hogares sean autosuficientes y utilicen su energía solar de manera eficiente. La tecnología también permite a la empresa de servicios públicos instruir de forma inalámbrica a los sistemas PINE para limitar la corriente de la red a los hogares que funcionan con energía solar y redirigirla a otras áreas afectadas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Vandana Suresh. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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