Principios Básicos de Configuración de Sistemas Híbridos Eólico-Solares

Principios Básicos de Configuración de Sistemas Híbridos Eólico-Solares

La clave para configurar un sistema híbrido eólico-solar reside en aprovechar inteligentemente la complementariedad natural de las energías solar y eólica en términos de tiempo y estaciones para construir un sistema de suministro de energía independiente más estable y fiable que un sistema único. El concepto de diseño no consiste simplemente en superponer la energía fotovoltaica y eólica, sino en evaluar y optimizar científicamente la integración de ambos recursos en función de la demanda final de electricidad, logrando un efecto "1+1>2" y garantizando una producción de energía continua durante la mayor parte del tiempo.

El primer paso en la configuración es evaluar y optimizar objetivamente la asignación de los recursos solares y eólicos locales. Esto requiere analizar la duración de la insolación, la intensidad de la radiación solar y las variaciones estacionales y los patrones diurnos de la velocidad del viento en el lugar de instalación. Por ejemplo, algunas zonas tienen buena insolación durante el día pero fuertes vientos por la noche, o abundante insolación en verano pero fuertes vientos en invierno. La idea de la configuración es permitir que ambos sistemas complementen sus fortalezas: durante períodos de buen sol y vientos suaves, la generación de energía fotovoltaica es la fuente principal; durante días y noches nublados o períodos de vientos fuertes, los aerogeneradores complementan o asumen la tarea principal de generación de energía. Por lo tanto, la relación de capacidad entre los módulos fotovoltaicos y los aerogeneradores no es fija, sino que se calcula con base en datos detallados de recursos. El objetivo es suavizar al máximo la curva de generación de energía del sistema combinado, reduciendo el impacto instantáneo y las descargas profundas en el sistema de almacenamiento de energía.

Tras determinar la asignación de recursos, la siguiente etapa es la fase de configuración coordinada, centrada en el almacenamiento de energía. El sistema de almacenamiento de energía (generalmente un banco de baterías) actúa como estabilizador y depósito de todo el sistema, y su configuración de capacidad es crucial. Su tamaño depende principalmente de dos factores: primero, la posibilidad de que se produzcan períodos consecutivos de nubosidad y sin viento durante los cortes de energía más prolongados en la zona, lo que determina la cantidad de energía que el sistema necesita almacenar para capear la tormenta; En segundo lugar, el consumo energético diario de las cargas críticas que los usuarios deben garantizar. Simultáneamente, se debe proporcionar un controlador inteligente fiable. Este controlador actúa como un "cerebro", gestionando el flujo de energía entre paneles fotovoltaicos, aerogeneradores, baterías y cargas en tiempo real, priorizando el uso de electricidad limpia generada inmediatamente y proporcionando protección científica contra la carga y descarga de las baterías para evitar sobrecargas y sobredescargas, maximizando así la eficiencia de todo el sistema y su vida útil.

La configuración final del sistema requiere una optimización global, con la demanda eléctrica como principio rector fundamental. En primer lugar, se requiere un análisis estadístico detallado del consumo energético y los patrones de uso de todos los equipos eléctricos para identificar las cargas críticas que deben suministrarse (como iluminación y refrigeradores) y las cargas no críticas que pueden ajustarse. Con base en esto, se determinan los requisitos totales de potencia y energía del sistema, seguidos de cálculos precisos de la potencia total del sistema fotovoltaico, la potencia nominal del aerogenerador y la capacidad total de la batería. Todos los equipos, desde paneles fotovoltaicos y aerogeneradores hasta controladores, inversores y baterías, deben estar coordinados en voltaje, potencia y características, y gestionados por la misma lógica de control. Un excelente esquema de configuración es el resultado de un equilibrio entre las características de los recursos, la adaptación tecnológica y la eficiencia económica, satisfaciendo así las necesidades eléctricas del usuario con una mayor utilización y fiabilidad.