Las 10 tendencias más importantes en fotovoltaica inteligente para 2025
Según los expertos de Huawei , las fuentes de energía renovables (FER) se convertirán en la fuente de energía más importante del mundo en los próximos 5-10 años. Esto es especialmente cierto en el caso de las centrales fotovoltaicas (PVE), que tienen un futuro brillante. Sin embargo, a pesar de la creciente participación de las energías renovables en la producción total de energía, debe darse la máxima prioridad a la seguridad, la fiabilidad y la rentabilidad de estas tecnologías.
El futuro desarrollo de la energía fotovoltaica de aquí a 2025 estará determinado por 10 grandes tendencias técnicas, que incluyen las cuatro dimensiones siguientes:
- Menor coste total de producción de energía solar (LCOE).
- Compatibilidad con la red.
- Convergencia inteligente.
- Seguridad/fiabilidad.
Tendencia 1: Digitalización – Más del 90% de todas las instalaciones fotovoltaicas del mundo estarán digitalizadas.
A pesar del desarrollo dinámico del mercado fotovoltaico mundial, todavía hay una serie de dispositivos en las instalaciones fotovoltaicas actuales, como los de generación de energía o comunicaciones, que no son tan inteligentes. Estos dispositivos no pueden supervisarse eficazmente o pueden emitir señales falsas de mal funcionamiento. Gracias al rápido desarrollo de tecnologías digitales como el 5G y la nube, se espera que más del 90 % de todas las instalaciones fotovoltaicas estén totalmente digitalizadas en 2025. Esto permitirá que las plantas fotovoltaicas sean sencillas, inteligentes y adquieran herramientas eficaces para su gestión.
Tendencia 2: Mejoras inteligentes mediante inteligencia artificial – Más del 70% de toda la energía fotovoltaica utilizará herramientas de inteligencia artificial (IA).
La profunda integración de la IA y la energía fotovoltaica facilitará la interdetección y la interconexión entre dispositivos, lo que permitirá mejorar la producción de energía y la eficiencia de la operación y el mantenimiento a través de la optimización colaborativa. Las técnicas de IA pueden ofrecer nuevas y prometedoras tecnologías para la energía fotovoltaica, entre ellas: identificación y protección proactivas de módulos fotovoltaicos y fallos de equipos mediante algoritmos de diagnóstico de IA; optimización del algoritmo del seguidor gracias al gran volumen de datos, así como a la capacidad de «autoaprendizaje» para obtener mayores rendimientos; y sinergias del almacenamiento de energía solar utilizando la IA para la optimización automática de los rendimientos de las baterías como parte de la energía fotovoltaica. A medida que disminuya el coste total de la producción solar (LCOE) y aumente la complejidad de la operación y mantenimiento, es probable que las técnicas basadas en IA se utilicen ampliamente en la energía fotovoltaica.
Tendencia 3: Operación y servicio de plantas fotovoltaicas sin operarios – Más del 80% de todas las actividades fotovoltaicas serán sin operarios.
El desarrollo de la IA y del Internet de las Cosas (IoT) creará nuevos productos y servicios inteligentes que aportarán una mayor comodidad de O&M a la fotovoltaica. A través de la experiencia integrada y el «autoaprendizaje» continuo, la IA se aplicará ampliamente, sustituyendo a los expertos en O&M en muchas funciones de diagnóstico y toma de decisiones. La inspección fotovoltaica mediante drones y las actividades automatizadas de O&M basadas en robots se encargarán de actividades de O&M peligrosas y repetitivas. Estas actividades, que requieren continuamente un alto nivel de precisión, contribuirán a aumentar la productividad y la seguridad en la fotovoltaica. Por lo tanto, se espera que en el futuro la mayoría de las actividades de O&M de la FV estén totalmente automatizadas, sin necesidad de intervención humana.
Tendencia 4: Apoyo proactivo a las redes de distribución – La fotovoltaica pasará de ser un equipo que se adapta a la red de distribución a un equipo que apoya el funcionamiento de la red de distribución.
La creciente penetración de las FER tendrá cada vez más repercusiones en el funcionamiento de las redes de distribución, lo que limitará la expansión de otros tipos de energía fotovoltaica. En los próximos cinco años, la fotovoltaica debe pasar gradualmente de ser un equipo que se adapta a la red a ser un equipo que apoya el funcionamiento de la red de distribución. Para ello, los elementos fotovoltaicos deben tener capacidades como SCR, compatibilidad con corrientes armónicas de hasta el 1%, control de tensión y regulación de frecuencia, necesarias para la conexión a la red.
Tendencia 5: Combinación de fotovoltaica y almacenamiento – La cuota de fotovoltaica combinada con sistemas de almacenamiento de energía superará el 30%.
Debido a la cuota cada vez mayor de FER, los operadores de los sistemas de distribución aumentarán los requisitos de regulación de la frecuencia y equilibrio de los picos de energía. En los últimos años, el coste de los sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías se ha reducido considerablemente gracias a los avances tecnológicos. En este contexto, se prevé que la energía fotovoltaica se conecte cada vez más a sistemas de almacenamiento de energía. Se calcula que para 2025 más del 30% de las instalaciones fotovoltaicas estarán equipadas con sistemas de almacenamiento de energía.
Tendencia 6: Centrales eléctricas virtuales – Más del 80 % de las instalaciones fotovoltaicas residenciales estarán conectadas y en red con centrales eléctricas virtuales.
En los próximos 5 años, tecnologías TIC como 5G, blockchain y servicios en la nube se utilizarán ampliamente en centrales eléctricas distribuidas. Esto creará centrales eléctricas virtuales que permitirán la gestión compartida, así como la participación en la planificación, las transacciones y los servicios auxiliares de los sistemas energéticos. El desarrollo de tecnologías para centrales eléctricas virtuales inspirará la aparición de nuevos modelos de negocio y atraerá la entrada de nuevos actores en el segmento de la fotovoltaica distribuida, permitiendo así un mayor desarrollo de la fotovoltaica distribuida.
Tendencia 7: Seguridad activa – El interruptor de arco eléctrico (AFCI) se convertirá en un elemento estándar para los sistemas fotovoltaicos distribuidos en tejados y formará parte de las normas internacionales del sector.
El desarrollo de la energía fotovoltaica distribuida hará que la seguridad de los edificios y de las personas sea uno de los principales focos de atención. El riesgo de formación de arcos eléctricos debido a un mal contacto entre nodos en los módulos fotovoltaicos, a conectores fotovoltaicos mal conectados o debido al envejecimiento o a roturas de cables se convertirá en un problema urgente para la industria fotovoltaica. Para mitigar estos riesgos, el AFCI se convertirá en una característica estándar de los sistemas fotovoltaicos distribuidos en tejados y se incorporará a las normas internacionales del sector.
Tendencia 8: Alta densidad energética – La densidad energética de los inversores aumentará más de un 50%.
A medida que disminuye el coste total de la generación solar, aumenta la demanda de una mayor potencia nominal por módulo y también de un fácil mantenimiento de los inversores fotovoltaicos. Para lograrlo, se requiere una mayor densidad energética. Gracias a los avances en el campo de la investigación sobre semiconductores de banda ancha basados en SiC y GaN, así como a algoritmos de control avanzados, se espera que la densidad de potencia del inversor aumente más de un 50% en los próximos 5 años.
Tendencia 9: Diseño modular – Los componentes principales, como inversores, ordenadores y sistemas de almacenamiento de energía, tendrán un diseño modular.
Con el aumento de la potencia y la complejidad de los sistemas fotovoltaicos, el enfoque tradicional orientado a los expertos para el mantenimiento in situ resulta demasiado caro. El diseño modular se convertirá en estándar porque permite un despliegue flexible, una rápida expansión y un mantenimiento sin necesidad de expertos in situ. Esto reducirá significativamente los costes de funcionamiento y mantenimiento y también mejorará la disponibilidad de todo el sistema.
Tendencia 10: Seguridad y fiabilidad – La seguridad y la fiabilidad se convertirán en un requisito esencial para los sistemas fotovoltaicos.
El crecimiento de la capacidad total instalada de sistemas fotovoltaicos en todo el mundo y la mayor complejidad de la arquitectura de red aumentan los riesgos de seguridad de la energía fotovoltaica. Además, los requisitos de privacidad y seguridad de los usuarios de sistemas fotovoltaicos distribuidos son cada vez más estrictos. Todas estas tendencias sugieren que la energía fotovoltaica necesita disponer de capacidades de seguridad y confianza en términos de fiabilidad, disponibilidad, protección, seguridad, flexibilidad y privacidad.