neFO | Acoplamento en DC

Nova era en Norvento

Integración dunha fábrica en corrente continua: O caso da nova planta cero emisións neFO (Norvento Enerxía Factory Zero) de Norvento TECHnPower

No contexto actual de transición enerxética, a electrificación da industria enfróntase a un reto fundamental: optimizar a eficiencia enerxética, maximizar a integración de renovables e reducir as perdas asociadas ao transporte e conversión de enerxía. Un dos paradigmas tecnolóxicos emerxentes para abordar este desafío é a adopción de redes internas de corrente continua (DC) en contornas industriais.

A corrente continua é un fluxo unidireccional de electróns que mantén constante a súa polaridade e magnitude no tempo, en contraposición á corrente alterna (AC), onde a polaridade e a amplitude varían cíclicamente seguindo unha onda sinusoidal. No ámbito industrial, esta diferenza non é meramente académica, senón que ten implicacións profundas na arquitectura de rede, o dimensionamiento dos equipos e a eficiencia global das instalacións.

A nova fábrica autosuficiente e neutra en emisións Norvento Enerxía Factory Zero (neFO) de Norvento TECHnPower, concibida como un referente de innovación no sector, construirase baixo este modelo de corrente continua, converténdose nunha instalación pioneira en España en implementar un esquema de distribución eléctrica totalmente en DC. Mentres que no Centro de Innovación Norvento Enerxía (CIne), sede da empresa, o axuste das instalacións realizouse en AC, en neFO apostarase polo axuste en DC, o que permitirá á compañía contar con experiencia en ambas as arquitecturas e contrastar as súas vantaxes.

A razón primordial para implementar un axuste en corrente continua (DC) na nova planta neFO é que a maior parte dos activos enerxéticos traballan de forma nativa en DC. Más concretamente, a planta contará con 2 MW de fotovoltaica en cuberta, 2 MW de almacenamento en baterías (BESS), un electrolizador, unha pila de combustible e unha infraestrutura de recarga de vehículos eléctricos. Cun bus DC común, estes equipos conectaranse directamente sen conversións AC/DC intermedias, reducindo perdas e complexidade. Ademais, un dos convertidores Multi-MW nXL de Norvento TECHnPower xerará a tensión en AC da fábrica e actuará como interface coa rede no caso de que sexa necesario, xa que a maior parte do tempo, este centro de produción funcionará como unha illa, totalmente desconectado da rede eléctrica e de gas.

As redes en DC eliminan a necesidade de múltiples conversións entre AC e DC que, na maioría das plantas industriais, realízanse para alimentar equipos electrónicos, motores de velocidade variable, sistemas de control, iluminación LED e outros consumidores que funcionan intrinsecamente en corrente continua. Estas conversións, realizadas mediante rectificadores ou fontes de alimentación, implican perdas que oscilan entre o 2% e o 8% por etapa. Nunha fábrica convencional, a suma destas ineficiencias pode traducirse nun consumo enerxético adicional significativo e, polo tanto, nun aumento das emisións asociadas.

O esquema de neFO, ao contrario, habilita fluxos de enerxía directos: posibilita o xerar hidróxeno a partir da fotovoltaica e do BESS cando sexa necesario; facilita o cargar o BESS directamente dende paneis fotovoltaicos sen rectificación/investimento redundante; e permite inxectar a enerxía da pila de combustible ao bus DC; así como atender os consumos en AC de planta a través do nXL.

Nun sistema en AC, a sincronización de fase, a regulación de frecuencia e a compensación de potencia reactiva son elementos críticos para a estabilidade da rede. Estes aspectos implican a utilización de transformadores, condensadores e sistemas de compensación adicionais. En cambio, nun sistema puramente en DC, elimínanse as oscilacións de frecuencia e a necesidade de sincronización entre xeradores e cargas, o que simplifica a topoloxía e permite unha integración máis directa de fontes renovables como a solar fotovoltaica, que produce enerxía de forma nativa en corrente continua. Ademais, outras vantaxes técnicas dunha rede en DC son a súa capacidade para operar a tensións máis elevadas con menor risco de interferencias electromagnéticas, e a súa facilidade para implementar microrredes híbridas que integren xeración renovable, almacenamento e consumo de forma altamente controlada mediante sistemas de xestión enerxética avanzados (EMS).

Existen precedentes de fábricas e centros de datos que adoptaron esquemas de distribución en DC, como a Factory 56 de Mercedes-Benz en Alemaña, aínda que dun tamaño moito menor que a Norvento Enerxía Factory Zero (neFO). Este centro de produción xa explora solucións similares de microrredes DC e electrificación avanzada, o que reforza a viabilidade da implementación de redes en DC a gran escala en contornas industriais. Igualmente, outros exemplos son o proxecto DC Factory en Barcelona, ou as instalacións de empresas como ABB en Suíza e General Electric en Estados Unidos. Estes casos demostraron reducións de consumo enerxético de entre un 5% e un 15%, melloras na fiabilidade da rede interna e unha maior facilidade para incorporar almacenamento en baterías, que operan de forma nativa en DC. No caso da nova planta neFO, esta formulación permitirá que toda a cadea produtiva estea optimizada para traballar sen conversións innecesarias, reducindo custos operativos e elevando a eficiencia do proceso.

A fábrica cero emisións e autosuficiente neFO de Norvento TECHnPower non só representa un fito na implementación de tecnoloxía de corrente continua a nivel industrial en España, senón que tamén marca unha dirección precisa cara á optimización dos procesos enerxéticos na industria do futuro. A transición cara a redes en DC non é unha tendencia pasaxeira, senón un cambio estrutural que, a medida que se reduzan os custos de implementación e se estandaricen os protocolos de seguridade e conexión, converterase na norma para aquelas instalacións que busquen maximizar a súa competitividade e sustentabilidade.

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 setembro). Coa Factory 56, Mercedes-Benz presenta o futuro da produción. Recuperado de: https://group.mercedes-benz.com/innovation/digitalisation/industry-4-0/opening-factory-56.html

Foto de onde se extrae o aluminio: Bauxita de Svetlana.