neFO | Acoplamiento en DC

Nueva era en Norvento

Integración de una fábrica en corriente continua: El caso de la nueva planta cero emisiones neFO (Norvento Enerxía Factory Zero) de Norvento TECHnPower

En el contexto actual de transición energética, la electrificación de la industria se enfrenta a un reto fundamental: optimizar la eficiencia energética, maximizar la integración de renovables y reducir las pérdidas asociadas al transporte y conversión de energía. Uno de los paradigmas tecnológicos emergentes para abordar este desafío es la adopción de redes internas de corriente continua (DC) en entornos industriales.

La corriente continua es un flujo unidireccional de electrones que mantiene constante su polaridad y magnitud en el tiempo, en contraposición a la corriente alterna (AC), donde la polaridad y la amplitud varían cíclicamente siguiendo una onda sinusoidal. En el ámbito industrial, esta diferencia no es meramente académica, sino que tiene implicaciones profundas en la arquitectura de red, el dimensionamiento de los equipos y la eficiencia global de las instalaciones.

La nueva fábrica autosuficiente y neutra en emisiones Norvento Enerxía Factory Zero (neFO) de Norvento TECHnPower, concebida como un referente de innovación en el sector, se construirá bajo este modelo de corriente continua, convirtiéndose en una instalación pionera en España en implementar un esquema de distribución eléctrica totalmente en DC. Mientras que en el Centro de Innovación Norvento Enerxía (CIne), sede de la empresa, el acoplamiento de las instalaciones se ha realizado en AC, en neFO se apostará por el acoplamiento en DC, lo que permitirá a la compañía contar con experiencia en ambas arquitecturas y contrastar sus ventajas.

La razón primordial para implementar un acoplamiento en corriente continua (DC) en la nueva planta neFO es que la mayor parte de los activos energéticos trabajan de forma nativa en DC. Más concretamente, la planta contará con 2 MW de fotovoltaica en cubierta, 2 MW de almacenamiento en baterías (BESS), un electrolizador, una pila de combustible y una infraestructura de recarga de vehículos eléctricos. Con un bus DC común, estos equipos se conectarán directamente sin conversiones AC/DC intermedias, reduciendo pérdidas y complejidad. Además, uno de los convertidores Multi-MW nXL de Norvento TECHnPower generará la tensión en AC de la fábrica y actuará como interfaz con la red en caso de que sea necesario, ya que la mayor parte del tiempo, este centro de producción funcionará como una isla, totalmente desconectado de la red eléctrica y de gas.

Las redes en DC eliminan la necesidad de múltiples conversiones entre AC y DC que, en la mayoría de las plantas industriales, se realizan para alimentar equipos electrónicos, motores de velocidad variable, sistemas de control, iluminación LED y otros consumidores que funcionan intrínsecamente en corriente continua. Estas conversiones, realizadas mediante rectificadores o fuentes de alimentación, implican pérdidas que oscilan entre el 2% y el 8% por etapa. En una fábrica convencional, la suma de estas ineficiencias puede traducirse en un consumo energético adicional significativo y, por ende, en un aumento de las emisiones asociadas.

El esquema de neFO, al contrario, habilita flujos de energía directos: posibilita el generar hidrógeno a partir de la fotovoltaica y del BESS cuando sea necesario; facilita el cargar el BESS directamente desde paneles fotovoltaicos sin rectificación/inversión redundante; y permite inyectar la energía de la pila de combustible al bus DC; así como atender los consumos en AC de planta a través del nXL.

En un sistema en AC, la sincronización de fase, la regulación de frecuencia y la compensación de potencia reactiva son elementos críticos para la estabilidad de la red. Estos aspectos implican la utilización de transformadores, condensadores y sistemas de compensación adicionales. En cambio, en un sistema puramente en DC, se eliminan las oscilaciones de frecuencia y la necesidad de sincronización entre generadores y cargas, lo que simplifica la topología y permite una integración más directa de fuentes renovables como la solar fotovoltaica, que produce energía de forma nativa en corriente continua. Además, otras ventajas técnicas de una red en DC son su capacidad para operar a tensiones más elevadas con menor riesgo de interferencias electromagnéticas, y su facilidad para implementar microrredes híbridas que integren generación renovable, almacenamiento y consumo de forma altamente controlada mediante sistemas de gestión energética avanzados (EMS).

Existen precedentes de fábricas y centros de datos que han adoptado esquemas de distribución en DC, como la Factory 56 de Mercedes-Benz en Alemania, aunque de un tamaño mucho menor que la Norvento Enerxía Factory Zero (neFO). Este centro de producción ya explora soluciones similares de microrredes DC y electrificación avanzada, lo que refuerza la viabilidad de la implementación de redes en DC a gran escala en entornos industriales. Igualmente, otros ejemplos son el proyecto DC Factory en Barcelona, o las instalaciones de empresas como ABB en Suiza y General Electric en Estados Unidos. Estos casos han demostrado reducciones de consumo energético de entre un 5% y un 15%, mejoras en la fiabilidad de la red interna y una mayor facilidad para incorporar almacenamiento en baterías, que operan de forma nativa en DC. En el caso de la nueva planta neFO, este planteamiento permitirá que toda la cadena productiva esté optimizada para trabajar sin conversiones innecesarias, reduciendo costes operativos y elevando la eficiencia del proceso.

La fábrica cero emisiones y autosuficiente neFO de Norvento TECHnPower no solo representa un hito en la implementación de tecnología de corriente continua a nivel industrial en España, sino que también marca una dirección clara hacia la optimización de los procesos energéticos en la industria del futuro. La transición hacia redes en DC no es una tendencia pasajera, sino un cambio estructural que, a medida que se reduzcan los costes de implementación y se estandaricen los protocolos de seguridad y conexión, se convertirá en la norma para aquellas instalaciones que busquen maximizar su competitividad y sostenibilidad.

Referencias

[1] IEEE Std 946-2020. IEEE Recommended Practice for the Design of DC Auxiliary Power Systems for Generating Stations.
[2] ABB Technical Paper: ‘DC Distribution for Industrial Facilities’. ABB, 2023.
[3] International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 60038: Standard Voltages.
[4] GE Energy Report: ‘High Efficiency DC Power for Industry’, 2022. [5] Mercedes-Benz Group. (2020, 2 de septiembre). Con la Factory 56, Mercedes-Benz presenta el futuro de la producción. Recuperado de: https://group.mercedes-benz.com/innovation/digitalisation/industry-4-0/opening-factory-56.html

Foto de donde se extrae el aluminio: Bauxita de Svetlana.