Soluciones para la industria energética
Industria energética
La producción y distribución de energía constituyen la columna vertebral energética de la sociedad industrial moderna. Desde la energía térmica e hidroeléctrica hasta las nuevas energías y las centrales energéticas integradas, pasando por la regulación de la red y los procesos de conversión de energía, cada eslabón depende de sistemas eléctricos eficientes, estables y controlados de forma inteligente.
En diversas aplicaciones energéticas, que incluyen la optimización de la energía térmica tradicional, la producción de hidrógeno y la generación de energía, los ciclos combinados de turbinas de vapor, la recuperación de calor residual para la generación de energía y las plantas de conversión de residuos en energía, garantizar una salida estable del generador, permitir el funcionamiento energéticamente eficiente de bombas y ventiladores, suministrar energía fiable a sistemas ambientales y de procesos críticos y salvaguardar el arranque y la parada de grandes equipos auxiliares son esenciales para mejorar la eficiencia general de la planta, garantizar la seguridad de la red y avanzar en la transición hacia estructuras energéticas más limpias.
Con una amplia experiencia en sistemas energéticos, ofrecemos soluciones esenciales de energía eléctrica y control:
● Equipos de excitación y convertidores de frecuencia
Proporciona un control de excitación de alto rendimiento para grupos electrógenos síncronos, incluyendo turbinas de vapor y unidades de ciclo combinado, garantizando la estabilidad de la tensión de red y la potencia reactiva. Permite la regulación de velocidad de frecuencia variable para motores de alta tensión, como bombas de alimentación de calderas, bombas de agua de circulación, ventiladores de tiro inducido, ventiladores de recuperación de calor residual y ventiladores de tratamiento de gases de combustión en plantas de valorización energética de residuos, reduciendo significativamente el consumo de energía auxiliar y mejorando la flexibilidad operativa y la eficiencia energética.
● Fuentes de alimentación de control de alto voltaje y equipos de regulación de potencia
Proporciona energía CA/CC estable y ajustable para precipitadores electrostáticos, sistemas de desulfuración y desnitrificación, calefacción eléctrica, producción electrolítica de hidrógeno y procesos auxiliares en plantas de valorización energética de residuos. Garantiza el funcionamiento eficiente de los sistemas ambientales y un control preciso de la temperatura, lo que favorece la producción limpia, la generación de hidrógeno y las operaciones multienergéticas integradas.
● Arrancadores suaves de estado sólido de alto voltaje
Permite el arranque suave de equipos de alta tensión, incluidos compresores de aire de gran tamaño, molinos de carbón, bombas de agua de circulación, bombas de alimentación de calderas de recuperación de calor y motores de grúas de recogida de residuos. Suprime eficazmente la corriente de irrupción, minimiza las perturbaciones en el sistema eléctrico de la planta, prolonga la vida útil de los componentes mecánicos y garantiza la producción continua.
● Sistemas de purga previa del motor y sistemas auxiliares del motor
Proporciona protección de arranque seguro y control fiable para turbinas de gas, generadores diésel, motores en entornos de hidrógeno y equipos en áreas de cero emisiones de plantas de valorización energética de residuos. Mejora la capacidad de arranque en negro y la seguridad operativa en procesos críticos, diseñados para funcionar en entornos exigentes con múltiples escenarios.
Ofrecemos más que equipos profesionales: proporcionamos un sistema de valor integrado, basado en la experiencia en sistemas energéticos, centrado en un suministro eléctrico fiable, una regulación inteligente y una operación eficiente. Respaldados por un núcleo eléctrico estable y de alto rendimiento, le ayudamos a aumentar la eficiencia de la generación, fortalecer la adaptabilidad de la red y garantizar la seguridad del sistema, trabajando juntos hacia un futuro energético más limpio, eficiente, flexible e inteligente.
Situación actual
Según datos de la AIE, más de la mitad de la electricidad mundial provendrá de fuentes bajas en carbono para 2030. Las energías renovables —encabezadas por la solar, la eólica y la hidroeléctrica—, junto con la energía nuclear, cubrirán toda la demanda adicional de electricidad a nivel mundial.
Estados Unidos: Crecimiento del sector manufacturero (por ejemplo, nuevas cargas importantes derivadas de la producción de semiconductores) y electrificación de la calefacción y el transporte.
India: La demanda de electricidad está aumentando a un ritmo sólido del 6,3% anual.
Unión Europea: El nuevo crecimiento está impulsado por la adopción de bombas de calor comerciales y vehículos eléctricos, a lo que también contribuyen los centros de datos, a pesar de los altos precios de la energía y la desaceleración económica.
Economías en desarrollo: Esto representa un enorme 85% de toda la nueva demanda mundial de electricidad, y China por sí sola contribuye con el 54% de ese total.
Las centrales hidroeléctricas y las centrales térmicas gestionables seguirán desempeñando un papel vital para garantizar la fiabilidad de la red eléctrica.
Desafíos
Cambios en el panorama global
Inteligencia artificial y centros de datos
Políticas de organizaciones internacionales y de diversos países
Escenario: Generación de energía solar
Sistema térmico de generación de energía solar de sales fundidas tipo torre
●Eficiencia de conversión: Alrededor del 30%
●Alto costo pero alta eficiencia; puede lograr energía eléctrica en forma de calor.
almacenamiento mediante calefacción eléctrica
Sistema de generación de energía solar fotovoltaica
● Eficiencia de conversión: Alrededor del 15%-20%
● Todavía es necesario desarrollar tecnologías de materiales nuevos, de bajo coste y alta eficiencia.
Progreso tecnológico (2024):
La combinación de células solares de perovskita y silicio ha logrado una eficiencia de conversión fotoeléctrica del 33,9%.
La tasa de conversión de las celdas con contacto pasivado de óxido de túnel (TOPCon) también ha alcanzado entre el 26% y el 28%.
Escenario: Generación de energía mecánica
Generación de energía térmica
Generación de energía nuclear
Generación de energía hidroeléctrica
Similitud del proceso:
1. Las turbinas de vapor, las turbinas hidráulicas o los motores de combustión interna impulsan el rotor del generador para convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
2. Los sistemas de grupos electrógenos son similares
Escenario: Generación de energía a partir del calor residual
| Distribución de recursos de calor residual industrial | ||
| Industria | Fuentes de calor residual | Proporción del consumo de combustible |
| Metalurgia | Hornos de calentamiento para laminación de acero, fosas de remojo, hornos de hogar abierto, convertidores, altos hornos, hornos de tostado, etc. | Más del 33% |
| Químico | Calor de reacción (por ejemplo, calor sensible físico de la generación de gas, gas de desplazamiento, gas de síntesis); calor de combustión (por ejemplo, calor del combustible del gas residual del negro de humo, gas acetileno) | Más del 15% |
| Materiales de construcción | Gases de combustión a alta temperatura, refrigeración de la parte superior del horno, productos a alta temperatura, etc. | Aproximadamente el 40% |
| Vaso | Hornos de vidrio, hornos de esmalte, hornos de crisol, etc. | Aproximadamente el 20% |
| Fabricación de papel | Secadoras, digestores, gases residuales, licor negro, etc. | Aproximadamente el 15% |
| Textil | Máquinas de secado, máquinas de clasificación, hornos de ebullición, etc. | Aproximadamente el 15% |
| Maquinaria | Hornos de forja, cubilotes, hornos de tratamiento térmico, gases de escape de martillos neumáticos, etc. | Aproximadamente el 15% |
Caso práctico: Incineración de residuos: Equipos eléctricos auxiliares para la generación de energía mediante calor residual + Tratamiento de aguas residuales para la protección del medio ambiente.
Escenario: Generación de energía eólica
Los generadores de accionamiento directo se clasifican, según el tipo de excitación, en dos categorías:
● Generadores síncronos de excitación eléctrica (EESG)
● Generadores síncronos de imanes permanentes (PMSG)
PMSG es el método más utilizado.
Debido a la intermitencia de las energías renovables, este enfoque suele incorporar sistemas de almacenamiento de energía.
Los diseños integrados se utilizan cada vez más en proyectos de baja potencia.
Las configuraciones agrupadas enfatizan la gestión unificada y la interacción de la red.
● Los generadores de inducción doblemente alimentados (DFIG) presentan una baja capacidad de tolerancia a caídas de tensión (LVRT). Durante las fluctuaciones de voltaje, a menudo no logran reconectarse automáticamente tras las paradas de protección. La mayoría de los accidentes de desconexión de la red en los parques eólicos de China involucran sistemas basados en DFIG.
● La caja de cambios es una de las principales fuentes de fallos en la unidad.
● Los terminales de salida del rotor, los anillos colectores y las escobillas de carbón representan los tres principales puntos de fallo en el generador.
Configuración - Generación de energía eólica (Modo como fuente de energía suplementaria y de respaldo)
Almacenamiento de energía en baterías: La solución más común incluye baterías de iones de litio y de plomo-ácido. Estas permiten una carga y descarga rápidas, absorbiendo el exceso de energía y liberándola durante los periodos de baja generación para suavizar la salida de potencia y estabilizar la frecuencia.
Almacenamiento de supercondensadores/volantes de inercia: Ideal para gestionar fluctuaciones de energía rápidas y de corta duración, y para proporcionar asistencia eléctrica instantánea.
Almacenamiento de energía mediante aire comprimido (CAES): Se utiliza para el almacenamiento a gran escala y de larga duración, aunque es menos común en aplicaciones a pequeña escala.
Configuración - Generación de energía eólica (modo de generación de energía en clúster)
Unidades distribuidas:
Líneas de coleccionista
Estación de recogida/escalón
Subestación
Punto Unificado de Acoplamiento Común (PCC)
Almacenamiento de energía:
Capacidad de control de formación de cuadrícula
Almacenamiento centralizado de energía
Almacenamiento de energía distribuida
Funciones de gestión adicionales requeridas:
1. Gestión del almacenamiento de energía (incluida la gestión de baterías)
2. Gestión de la demanda
3. Gestión de microrredes (coordinación de frecuencia, voltaje, optimización energética de fuentes de energía distribuidas, etc.)
4. Control de riesgos del sistema: localización de fallos, evaluación de riesgos.
