Descripción

Transformadores elevadores para plantas solares fotovoltaicas

Soluciones industriales de transformación eléctrica para generación renovable, parques solares y proyectos energéticos de gran escala

VERDENERGY Solar Energy Systems & Components Trading L.L.C. incorpora a su portafolio comercial los transformadores elevadores premium para plantas solares fotovoltaicas, equipos eléctricos diseñados para aumentar los niveles de tensión de corriente alterna y facilitar la integración de sistemas de generación renovable con infraestructuras eléctricas.

En una planta solar fotovoltaica, los módulos producen electricidad en corriente continua.

Los inversores solares convierten esta electricidad en corriente alterna, que posteriormente puede requerir un aumento de tensión para su transporte o conexión a una red de distribución o transmisión.

Los transformadores elevadores permiten realizar esta función mediante principios de inducción electromagnética.

Estos equipos son fundamentales en numerosas instalaciones solares industriales y plantas fotovoltaicas de gran capacidad.

Su selección debe realizarse considerando potencia, tensión, frecuencia, condiciones ambientales, características de los inversores y requisitos de conexión.

¿Qué es un transformador elevador?

Es un equipo eléctrico estático que permite aumentar la tensión de corriente alterna desde un nivel inferior hasta otro superior.

La transformación se produce mediante el acoplamiento magnético entre devanados.

En términos generales, al aumentar la tensión, la corriente disminuye para una potencia aparente aproximadamente equivalente, descontando las pérdidas del equipo.

Esta característica permite transportar energía eléctrica mediante niveles de tensión apropiados para la infraestructura.

Función de los transformadores en plantas solares

Los transformadores elevadores se utilizan para conectar la salida de corriente alterna de los inversores con sistemas de distribución o transmisión de mayor tensión.

En plantas solares industriales, pueden integrarse dentro de estaciones de transformación compactas, subestaciones prefabricadas o instalaciones eléctricas convencionales.

La configuración depende de la arquitectura del proyecto.

Tipos de transformadores elevadores

1. Transformadores elevadores sumergidos en líquido aislante

Utilizan un líquido dieléctrico para aislamiento y disipación de calor.

Son ampliamente utilizados en instalaciones eléctricas industriales y proyectos de generación.

2. Transformadores elevadores secos

Utilizan sistemas de aislamiento sólido y refrigeración apropiada para su diseño.

Pueden utilizarse en instalaciones interiores y aplicaciones específicas.

3. Transformadores para estaciones inversoras solares

Son equipos seleccionados para integrarse con determinados sistemas de conversión fotovoltaica.

Pueden incorporar configuraciones de devanados y características adaptadas a los inversores.

4. Transformadores elevadores de media tensión

Se utilizan para elevar la tensión hacia niveles de media tensión según los requisitos de la red.

5. Transformadores elevadores de gran potencia

Son equipos diseñados para aplicaciones de mayor capacidad y conexión con infraestructura eléctrica de alta tensión.

6. Transformadores para sistemas híbridos

Pueden utilizarse en instalaciones que combinan generación fotovoltaica, almacenamiento BESS y otros recursos energéticos.

7. Transformadores para subestaciones compactas

Pueden integrarse dentro de soluciones prefabricadas que incorporan celdas de media tensión y equipos auxiliares.

8. Transformadores especiales

Son equipos diseñados conforme a requisitos eléctricos, ambientales o constructivos particulares.

Componentes principales

Núcleo magnético

Permite establecer el circuito magnético necesario para transferir energía entre devanados.

Devanado de baja tensión

Corresponde al devanado conectado al nivel de tensión inferior, según la configuración.

Devanado de alta tensión

Corresponde al devanado conectado al nivel de tensión superior.

Sistema de aislamiento

Permite mantener la separación eléctrica necesaria entre componentes.

Tanque o envolvente

Protege los elementos internos del transformador.

Sistema de refrigeración

Permite disipar el calor producido durante la operación.

Radiadores

En determinados transformadores sumergidos en líquido, facilitan la transferencia de calor al ambiente.

Pasatapas o bushings

Permiten realizar conexiones eléctricas a través de la envolvente del equipo.

Cambiador de tomas

Puede permitir ajustes de relación de transformación dentro de los límites de diseño.

Instrumentación y protecciones

Según la tecnología, puede incorporar dispositivos de temperatura, presión, nivel de líquido y otras funciones.

Características técnicas principales

Las siguientes especificaciones son orientativas y deberán confirmarse para cada fabricante y proyecto:

• Tipo de producto: transformador elevador.
• Aplicación: plantas solares fotovoltaicas.
• Sistema eléctrico: corriente alterna.
• Configuración: normalmente trifásica en aplicaciones industriales.
• Potencia nominal: según diseño.
• Capacidades orientativas: 500 kVA, 1.000 kVA, 1.600 kVA, 2.500 kVA, 5 MVA y superiores.
• Tensión primaria: según inversor o sistema de baja tensión.
• Tensión secundaria: según infraestructura de conexión.
• Niveles orientativos de media tensión: 11 kV, 22 kV y 33 kV, entre otros.
• Frecuencia: 50 Hz o 60 Hz, según proyecto.
• Tecnología: seco o sumergido en líquido aislante.
• Sistema de refrigeración: según fabricante.
• Grupo vectorial: según ingeniería.
• Impedancia: según especificación.
• Pérdidas en vacío: según diseño.
• Pérdidas en carga: según diseño.
• Nivel de aislamiento: según tensión y condiciones.
• Cambiador de tomas: según configuración.
• Protección térmica: según equipo.
• Instrumentación: según modelo.
• Instalación: interior o exterior, según clasificación.
• Temperatura ambiente: según condiciones de diseño.
• Altitud de instalación: según proyecto.
• Protección anticorrosiva: según ambiente.
• Ensayos: según normas aplicables.
• Garantía: según fabricante y contrato.

No deben asignarse potencias, tensiones o rendimientos específicos a un equipo sin comprobar su ficha técnica.

Ventajas de los transformadores elevadores

1. Elevación de tensión

Permiten transformar la tensión de salida de los inversores hacia niveles adecuados para la infraestructura eléctrica.

2. Integración con plantas solares

Pueden utilizarse en instalaciones fotovoltaicas industriales y de gran capacidad.

3. Diferentes capacidades

Existen equipos disponibles en distintas potencias nominales.

4. Configuraciones especializadas

Pueden diseñarse conforme a las características de los inversores y de la red.

5. Aplicación en subestaciones

Pueden integrarse en estaciones de transformación y subestaciones eléctricas.

6. Opciones de aislamiento

Existen tecnologías secas y sumergidas en líquido aislante.

7. Adaptación ambiental

Los equipos pueden seleccionarse considerando temperatura, humedad y otras condiciones.

8. Compatibilidad con sistemas industriales

Pueden formar parte de infraestructuras eléctricas comerciales e industriales.

9. Integración con proyectos híbridos

Pueden utilizarse en instalaciones con generación solar y almacenamiento energético.

10. Suministro para proyectos de gran escala

Existen configuraciones para plantas solares de múltiples MW.

Aplicaciones principales

Los transformadores elevadores pueden utilizarse en:

• Plantas solares fotovoltaicas.
• Parques solares industriales.
• Instalaciones de generación distribuida.
• Subestaciones eléctricas.
• Estaciones inversoras.
• Sistemas solares híbridos.
• Instalaciones fotovoltaicas con BESS.
• Microrredes.
• Parques industriales.
• Proyectos de electrificación.
• Infraestructura energética.
• Instalaciones comerciales de gran capacidad.
• Centros logísticos.
• Proyectos de generación renovable.

Transformadores para inversores solares

La salida de corriente alterna de un inversor puede requerir un transformador para conectarse a una red de mayor tensión.

El transformador debe seleccionarse considerando las características eléctricas del inversor.

Entre los factores relevantes se encuentran la tensión nominal, potencia aparente, frecuencia, armónicos, régimen de carga y requisitos de aislamiento.

También deben verificarse las recomendaciones del fabricante del inversor.

Transformadores para plantas solares de gran escala

En plantas solares industriales pueden utilizarse múltiples estaciones de transformación distribuidas dentro del proyecto.

Cada estación puede integrar uno o varios inversores y un transformador elevador.

Posteriormente, la energía puede conducirse hacia una subestación colectora.

La arquitectura debe definirse mediante estudios eléctricos y de conexión.

Transformadores para sistemas BESS

Los sistemas BESS pueden requerir transformadores para conectar los convertidores PCS con redes de media tensión.

La selección debe considerar tanto la carga como la descarga del almacenamiento.

También deben evaluarse las características de operación bidireccional cuando corresponda.

Transformadores secos y sumergidos en líquido

Los transformadores secos pueden resultar apropiados para determinadas instalaciones interiores y aplicaciones especiales.

Los transformadores sumergidos en líquido aislante son utilizados ampliamente en infraestructura eléctrica exterior.

La elección debe considerar seguridad, condiciones ambientales, mantenimiento, potencia y requisitos del proyecto.

Eficiencia y pérdidas eléctricas

Los transformadores presentan pérdidas durante su operación.

Estas pueden incluir pérdidas en vacío y pérdidas asociadas a la carga.

La selección de equipos con características apropiadas puede contribuir a reducir pérdidas energéticas.

El rendimiento debe verificarse mediante datos del fabricante.

Sistemas de refrigeración

Los transformadores producen calor durante su funcionamiento.

El sistema de refrigeración debe permitir mantener las temperaturas dentro de los límites establecidos.

La tecnología de refrigeración depende del tipo y capacidad del transformador.

Condiciones ambientales en Emiratos Árabes Unidos

Los transformadores instalados en Dubái y otras regiones de Emiratos Árabes Unidos pueden estar expuestos a altas temperaturas, polvo y radiación solar intensa.

El diseño debe considerar la temperatura ambiente, las condiciones de ventilación y los requisitos de protección ambiental.

No debe asumirse que un transformador estándar es adecuado para cualquier instalación desértica.

Grupo vectorial

El grupo vectorial describe determinadas características de conexión y desplazamiento angular entre devanados.

Su selección debe responder al diseño eléctrico y a los requisitos de la instalación.

Impedancia de cortocircuito

La impedancia del transformador influye en el comportamiento del sistema eléctrico y en las corrientes de falla.

Debe seleccionarse considerando los estudios de cortocircuito y coordinación de protecciones.

Protección eléctrica

Los transformadores requieren protecciones adecuadas.

Según el equipo y la instalación, pueden incluir:

• Protección contra sobrecorriente.
• Protección diferencial.
• Protección térmica.
• Protección de falla a tierra.
• Protección contra sobretensiones.
• Supervisión de temperatura.
• Dispositivos de presión.
• Protección del sistema de refrigeración.
• Sistemas de puesta a tierra.

Las funciones deben determinarse mediante ingeniería especializada.

Instalación y puesta en servicio

La instalación puede requerir:

• Estudios eléctricos.
• Obras civiles.
• Cimentación.
• Sistema de puesta a tierra.
• Conexiones de baja tensión.
• Conexiones de media tensión.
• Sistemas de protección.
• Pruebas eléctricas.
• Inspecciones de seguridad.
• Verificación de aislamiento.
• Comprobación de relaciones de transformación.
• Pruebas de funcionamiento.
• Aprobaciones regulatorias.
• Puesta en servicio.

Los procedimientos deben ser ejecutados por personal competente.

Mantenimiento preventivo

El mantenimiento puede incluir:

• Inspección visual.
• Revisión de conexiones.
• Supervisión de temperatura.
• Verificación de protecciones.
• Inspección de radiadores.
• Revisión de sistemas de refrigeración.
• Pruebas de aislamiento.
• Inspección de pasatapas.
• Evaluación del líquido aislante, cuando corresponda.
• Comprobación de instrumentación.
• Limpieza de componentes.
• Registro de condiciones operativas.

Los procedimientos deben seguir las instrucciones del fabricante.

Normas y referencias técnicas

Según el equipo y la aplicación, pueden resultar relevantes:

• IEC 60076, serie relativa a transformadores de potencia.
• IEC 60076-11, para transformadores de potencia de tipo seco.
• IEC 60214, serie relativa a cambiadores de tomas.
• IEC 60529, para clasificación de grados de protección de envolventes cuando corresponda.
• Requisitos de seguridad eléctrica locales.
• Especificaciones del operador de red.
• Normas de ensayos y aceptación establecidas contractualmente.

La conformidad debe verificarse mediante documentación técnica y certificados aplicables.

Documentación técnica recomendada

Para solicitar una cotización se recomienda disponer de:

• Potencia nominal requerida.
• Tensión primaria.
• Tensión secundaria.
• Frecuencia.
• Grupo vectorial.
• Impedancia requerida.
• Tipo de aislamiento.
• Tipo de refrigeración.
• Condiciones ambientales.
• Altitud de instalación.
• Temperatura máxima de diseño.
• Requisitos de pérdidas.
• Tipo de instalación.
• Requisitos de protección.
• Requisitos de instrumentación.
• Normas exigidas.
• Ensayos requeridos.
• País de instalación.
• Cantidad de equipos.
• Condiciones de transporte.
• Plazo de suministro.

Suministro industrial y proyectos de gran escala

VERDENERGY presenta transformadores elevadores para proyectos fotovoltaicos comerciales e industriales.

La comercialización puede comprender equipos individuales, transformadores para estaciones inversoras y soluciones de transformación para plantas solares de gran capacidad.

Los fabricantes, capacidades, certificaciones y disponibilidad deberán confirmarse para cada solicitud.

VERDENERGY – Transformación eléctrica para energía renovable

VERDENERGY Solar Energy Systems & Components Trading L.L.C., con sede en Dubái, Emiratos Árabes Unidos, presenta tecnologías para generación renovable, almacenamiento, transformación y distribución eléctrica.

Los transformadores elevadores forman parte de su portafolio comercial para plantas solares, sistemas BESS y proyectos energéticos industriales.

Solicite una cotización personalizada indicando potencia requerida, tensiones primaria y secundaria, frecuencia, condiciones ambientales y país de instalación.