Cómo la energía renovable impacta la carga eléctrica y la seguridad de la infraestructura

Las fuentes de energía renovable como la eólica, la solar y la hidroeléctrica, que incluyen el almacenamiento en baterías, ahora constituyen aproximadamente 30% de los Estados Unidos’ red eléctrica. A medida que más empresas toman estos recursos y los integran en los sistemas actuales, ese número aumenta. La demanda de los consumidores se alinea con este cambio, motivando a industrias desde TI hasta la atención médica y la perforación en alta mar a adoptar dichos recursos renovables.

El uso de nuevos recursos energéticos es excelente. Ayuda a reducir la tensión en la infraestructura actual. Garantiza que las personas tengan acceso a energía sin importar dónde se encuentren en el país. Sin embargo, la seguridad debe ser una prioridad. El uso de un panel solar en una granja lechera comercial o una turbina eólica en un depósito de vehículos remoto afecta directamente cómo se comportan las cargas eléctricas. Las vías de energía bidireccional, las interferencias de corriente de falla y las demandas variables de potencia amplifican el riesgo para los equipos, inventarios, edificios y vidas humanas.

Por qué la integración de energías renovables crea nuevas realidades eléctricas

Varios financiero respaldado por el gobierno los incentivos para las energías renovables incluyen préstamos, créditos fiscales y subsidios. Si bien estos pueden cambiar bajo diferentes administraciones, la tendencia a largo plazo hacia la adopción de tales tecnologías es positiva.

El problema radica en cómo cambia el entorno eléctrico después de la integración. La energía ya no fluye de la red hacia las cargas. En cambio, la energía se genera en el sitio, extrayendo y suministrando a la red de servicios públicos. Ese cambio suele ser más complejo de lo que los sistemas heredados pueden manejar.

El primer cambio es el flujo bidireccional de energía. La solar y la eólica empujan la energía de regreso a través de los equipos de distribución. Esa fuerza de retorno hace que los conductores y transformadores reciban más corriente en direcciones no previstas inicialmente en el diseño de la instalación.

El siguiente cambio es la intermitencia. Un largo período de días nublados puede afectar la eficiencia solar. Lo mismo sucede si la producción eólica fluctúa de una estación a otra. Estos cambios rápidos obligan a las conexiones a la red, a los generadores y a los bancos de baterías a compensar. Cada compensación es un micro-pico, que ejerce una tensión adicional en los aparatos de maniobra y los paneles de distribución.

La variabilidad del voltaje también aumenta. La mayoría de los sistemas renovables tienen reguladores incorporados para garantizar que los inversores permanezcan constantes y controlados, pero no pueden suavizar por completo los cambios repentinos en la producción. Estos provocan de forma natural eventos de aumento de voltaje, desequilibrio de neutro y distorsión armónica. Agregue almacenamiento de batería y obtendrá otra capa completa de ciclos de carga y descarga debido a transiciones abruptas en el comportamiento de la carga.

El punto es que, si vas a “mejorar” o integrar un recurso renovable para la producción de energía en tus instalaciones comerciales o industriales, debes consultar con ingenieros eléctricos. Denos "Me gusta" en Dreiym para evitar riesgos futuros.

Riesgos para la infraestructura de la instalación cuando cambian los patrones de carga

Incluso con estos riesgos, cada vez más instalaciones optan por la integración parcial o total de la energía renovable. El problema ahora se convierte en cómo garantizar que todo funcione de manera segura antes, durante y después de tales transiciones. Renovable Los sistemas a menudo degradan la energía. calidad de maneras que la mayoría de los gerentes de instalaciones no pueden anticipar.

Observa una instalación de almacenamiento de productos refrigerados, como medicamentos. Estos deben mantenerse dentro de rangos de temperatura específicos, o correr el riesgo de tener que desechar el inventario debido a las regulaciones de seguridad de la FDA. Si el sistema de energía de la instalación malinterpreta la retroalimentación renovable como condiciones de falla, puede provocar disparos molestos, tiempo de inactividad e interrupciones no planificadas. Eso significa que toda esa medicación vital se convierte rápidamente en inventario perdido, causando un daño irreparable al negocio y a sus clientes.

Observe una planta de producción. El equipo basado en inversores de un sistema de turbina eólica puede introducir armónicos. Esos sistemas interrumpen motores, transportadores y robótica, acortando la vida útil de componentes esenciales. El problema es que el riesgo no termina ahí.

• Sistemas de almacenamiento de baterías: Las “baterías” de alta capacidad (habitaciones o espacios con múltiples baterías) concentran una gran cantidad de energía en un espacio reducido. Esto aumenta el potencial de fallas y el riesgo de fuga térmica debido a una ventilación, espaciamiento o condiciones ambientales inadecuadas.
• Arc Flash y Puesta a Tierra: Las contribuciones de falla de bancos solares o de baterías amplifican la energía incidente. Eso cambia los tiempos de despeje de las medidas de protección, lo que requiere actualizaciones en relés, fusibles y estrategias de coordinación. En respuesta, los estudios de arco eléctrico anteriores deben actualizarse, al igual que los requisitos de puesta a tierra debido al balanceo de carga adicional.
• Seguridad humana: El riesgo de exposición humana es real. Es probable que los equipos de mantenimiento experimenten problemas durante la sincronización del inversor o al manipular cajas de conexiones conectadas a circuitos renovables. La retroalimentación puede permanecer energizada, por lo que se deben implementar procedimientos de bloqueo/etiquetado para prevenir descargas eléctricas, quemaduras o el riesgo de incendio.
• Regulatorio y Seguros: Necesitará asumir nuevas responsabilidades de cumplimiento para sistemas de energía multifuente, incluyendo documentación, pruebas y verificación. Las aseguradoras pueden requerir evaluaciones de ingeniería forense y pruebas de puesta a tierra antes de activar la energía eólica, solar e hidroeléctrica.

Hay de todo, desde trabajar en alturas en una turbina eólica hasta exposición a químicos en una sala de baterías. La introducción de recursos de energía renovable supone una mayor carga para el equipo de gestión de riesgos. Ofrece una gran cantidad de beneficios, pero solo si se siguen los pasos necesarios para el mantenimiento a largo plazo y la mitigación de riesgos.

Cómo las instalaciones pueden verificar la integración adecuada de energías renovables y minimizar riesgos

Los sitios comerciales e industriales necesitan evaluar cómo cualquier nuevo sistema o activo renovable podría interactuar con la infraestructura eléctrica actual. Es necesario medir el desplazamiento de la carga bajo nuevas condiciones y determinar si la instalación se ajusta al comportamiento de estrés real del sistema.

Para comenzar, documente todo. Añada energías renovables únicamente utilizando mapas y planos eléctricos avanzados, y asegúrese de actualizarlos durante estas instalaciones. Un mapa completo del sistema con diagramas precisos garantiza que los equipos de mantenimiento y los técnicos puedan mantener los sistemas funcionando de manera segura y constante.

A continuación, querrás examinar de cerca la configuración del inversor y los informes de puesta en marcha. Los inversores son cruciales para gestionar la sincronización, el anti-islanding, la protección, las tasas de rampa y la salida armónica. Sin una programación adecuada basada en el perfil de carga de tu instalación, puedes esperar inestabilidad. eventos de subida de potencia o voltaje en zonas críticas.

Calificado los ingenieros eléctricos deben volver a ejecutar la falla Los cálculos actuales. Las fuentes de energía eólica, solar e hidroeléctrica aumentan la energía de falla disponible. Eso impactará la selección de interruptores, la coordinación de fusibles y los límites de arco eléctrico.

Finalmente, usted desea informes periódicos de pruebas de tierra y de balanceo de carga eléctrica. Eso garantizará que toda la corriente de falla se mantenga segura en relación con la fuente, sin aumentar el riesgo para su personal. Un poco de trabajo preventivo ayuda mucho a mantener las primas de seguro en niveles aceptables mientras usted disfruta de los beneficios financieros y de reputación de la transición a fuentes de energía renovables.

Fortalece la estrategia de seguridad renovable de tus instalaciones

La razón por la que recomendamos a nuestro equipo de ingenieros eléctricos y forenses experimentados y profesionales es que la energía renovable requiere estrategias adaptadas a cada instalación y operación. Esto puede incluir varias tácticas como:

• Carga de remodelación para reducir activos sobrecargados
• Coordinación selectiva que se actualiza a medida que cambian las corrientes de falla
• Filtros armónicos y acondicionadores de energía para estabilizar la energía de accionamiento por inversor
• Separar circuitos renovables para prevenir retroalimentación
• Rediseño de puesta a tierra para redes
• Reducir el riesgo de descarga, fallo e incendio
• Garantizar rutas de ventilación adecuadas y zonificación de peligros
• Siempre teniendo un sistema de supresión alineado con los recursos disponibles

Contar con un equipo externo que evalúe estos sistemas brinda a tus líderes, clientes y aseguradoras la tranquilidad de que el riesgo se mitiga. De esta manera, puedes celebrar la reducción del uso de combustibles fósiles o la disminución de gastos que se pueden trasladar a los consumidores de formas que solo fortalecen tu reputación.

En Dreiym Engineering, queremos ayudarte a obtener ese reconocimiento. Nuestros equipos tienen más de 30 años de experiencia y a menudo son llamados como peritos expertos después de un incendio o explosión. Sabemos exactamente qué buscar, utilizando métodos científicos probados y procedimientos industriales adecuados, desde escaneo infrarrojo con drones hasta ingeniería forense. Podemos ayudarte a garantizar que aproveches al máximo tu nueva fuente de energía y, al mismo tiempo, reduzcas el riesgo de peligro.

Llámanos hoy en Dreiym Engineering para programar una consulta, y tengamos una conversación sobre hacia dónde quiere que vayan sus necesidades energéticas.