Una nueva red para un nuevo modelo energético
La transición de Europa hacia las energías renovables no depende solo de la energía eólica, solar o hidráulica. También requiere una nueva infraestructura energética. «La transición energética exige redes más flexibles, digitales y resilientes, capaces de integrar una mayor cuota de energías renovables», comenta Jonatan Peris Rivas, gestor de proyectos en CIRCE(se abrirá en una nueva ventana). El proyecto europeo SSTAR(se abrirá en una nueva ventana) buscaba contribuir al desarrollo de esa infraestructura. Esta iniciativa coordinada por CIRCE tenía por objeto promover el uso de transformadores de estado sólido (SST, por sus siglas en inglés) más allá de la etapa de baja tensión y demostrar su viabilidad en redes de alta tensión. «El proyecto SSTAR ha contribuido a avanzar en este campo. Hemos demostrado que los SST de alta tensión pueden materializarse en prototipos validados experimentalmente y respaldados por datos fiables sobre rendimiento, seguridad y sostenibilidad», agrega Peris Rivas. Los SST son dispositivos avanzados de electrónica de potencia que sustituyen los transformadores magnéticos de núcleo de hierro por sistemas de conmutación semiconductora de alta frecuencia.
Tres líneas de innovación
La investigación del proyecto se articuló en torno a tres líneas de innovación. Una de ellas consistió en desarrollar un fluido dieléctrico sostenible de base biológica para mejorar el rendimiento del aislamiento. El equipo obtuvo una muestra de 200 litros de este fluido de origen vegetal, apta para su uso en el prototipo de SST. También desarrolló un módulo SST de alta tensión basado en transferencia inductiva bidireccional de potencia, así como una arquitectura de control descentralizado en cascada de puente H. Esta última permite aumentar el número de módulos sin necesidad de un controlador central. Estas innovaciones se integraron y validaron en dos bancos de pruebas certificados. El prototipo de SST basado en transferencia inductiva bidireccional logró una transferencia de potencia de 76,7 kW a 1 500 V, con una eficiencia de alrededor del 95 % en funcionamiento resonante. Por otro lado, el convertidor descentralizado en cascada de puente H se validó con 28 módulos conectados en serie, a una tensión de red simulada de 66 kV y 100 A RMS. Estos valores corresponden a una potencia de 660 kW por rama. El sistema funcionó sin un controlador central de supervisión. «La evaluación posterior de sostenibilidad demostró que el concepto desarrollado en SSTAR puede mejorar de forma notable el comportamiento ambiental, sobre todo cuando se alimenta con electricidad renovable», explica Peris Rivas. El equipo del proyecto identificó además las microrredes industriales, los centros de datos y las instalaciones marinas de energías renovables como los ámbitos de aplicación más prometedores para las soluciones desarrolladas.
Un camino claro hacia los transformadores de estado sólido de alta tensión
SSTAR ha abierto el camino a una nueva generación de SST de alta tensión que no solo ofrecen perspectivas técnicas prometedoras, sino que además son más sostenibles y relevantes para necesidades reales de las redes eléctricas. De este modo, ha contribuido a posicionar los SST como una tecnología clave para los sistemas de energía con alta dependencia de las energías renovables. Estos sistemas serán esenciales para hacer posible la transición energética y avanzar en la electrificación de Europa. «El proyecto no se quedó en ideas de laboratorio: produjo prototipos validados, una evaluación de la sostenibilidad y de los efectos sociales, y una hoja de ruta clara para alcanzar la madurez técnica», concluye Peris Rivas. «La combinación de los logros técnicos y de una visión global del sistema constituye quizá el mayor éxito de SSTAR». A partir de los resultados obtenidos, el equipo trabaja ahora en perfeccionar los prototipos mediante nuevas colaboraciones industriales, inversiones y oportunidades de financiación.
