Estructura, función y significado en la red eléctrica
Se les ve casi a diario en los bordes de las carreteras, en zonas residenciales o junto a grandes parques solares: pequeños edificios discretos, a menudo de hormigón. Sin embargo, sin ellos, literalmente se apagaría la luz en nuestros hogares. Estaciones transformadoras / Estaciones compactas (abreviatura de estaciones transformadoras) son el eslabón decisivo en nuestra red eléctrica.
En este artículo explicamos de forma sencilla y comprensible qué es una estación transformadora, de qué componentes consta y por qué la expansión de las energías renovables y Baterías de almacenamiento (BESS) ha cambiado radicalmente los requisitos para estas estaciones.
La definición simple: ¿Qué es una estación transformadora?
Una subestación transforma la energía eléctrica de la red regional Red de media tensión a la baja tensión utilizable para el consumidor final, o viceversa.
Se puede imaginar la red eléctrica como una red de carreteras:
Las grandes líneas de alta tensión son las autopistas por las que se transportan enormes cantidades de electricidad a grandes distancias. La red de media tensión (normalmente de 10 kV a 30 kV) corresponde a las carreteras nacionales. Sin embargo, nuestros electrodomésticos o las máquinas industriales normales necesitan una tensión mucho menor (230 V o 400 V): las calles locales.
La subestación actúa aquí como Interfaz y reductor de presión. Toma la corriente de „alta presión“ de la red de media tensión y la „transforma“ reduciéndola a la baja tensión necesaria para que pueda utilizarse de forma segura en hogares o empresas.
La estructura: ¿De qué componentes consta una subestación transformadora?
A pesar de las diferentes formas constructivas, cada estación transformadora consta en su núcleo de los mismos componentes electrotécnicos principales:
Aparamenta de media tensión MS: Esta es la zona de entrada de la estación. Aquí es donde la instalación se conecta a la red eléctrica suprarregional del operador de red. La aparamenta también sirve para desconectar de forma segura la estación de la red durante los trabajos de mantenimiento o en caso de averías.
Transformador (El „Trafo“): El corazón de la instalación. El transformador es un convertidor electromagnético que realiza el cambio de tensión real (por ejemplo, de 20.000 voltios a 400 voltios).
Cuadro de distribución principal de baja tensión (NSHV): Aquí se distribuye la corriente reducida a los distintos cables de salida que conducen a los consumidores finales (casas, puntos de recarga, naves industriales). Aquí también se encuentran los fusibles para los circuitos locales.
Carcasa de la estación Para proteger la sensible tecnología de la intemperie y el acceso no autorizado, suele instalarse en robustas carcasas de hormigón armado o en estructuras especiales de contenedores.
¿Qué tipos de subestaciones de transformación existen?
Según el caso de uso, se distinguen diferentes diseños:
Centros de transformación: Las clásicas casetas de hormigón de la compañía de servicios públicos, a menudo accesibles a pie, destinadas al suministro de zonas residenciales.
Subestaciones industriales compactas: Estaciones compactas, no transitables, situadas directamente en las instalaciones de empresas de gran consumo energético.
Estaciones de transferencia (estaciones de alimentación): Estas estaciones suelen funcionar „hacia atrás“. Reciben la electricidad producida localmente (por ejemplo, de un parque solar), la transforman en Media tensión alto y lo inyectan en la red.
La transición energética: por qué las estaciones estándar a menudo ya no son suficientes hoy en día
Con la masiva expansión de plantas fotovoltaicas en suelo (parques solares), parques de recarga ultrarrápida HPC y grandes sistemas de almacenamiento en baterías (BESS), el papel de la subestación transformadora ha cambiado. Ya no es un mero distribuidor de electricidad, sino el cuello de botella inteligente de la transición energética.
Para los desarrolladores de proyectos y EPCs (contratistas generales), estas nuevas aplicaciones conllevan enormes desafíos técnicos:
1. El problema del calor (reducción de potencia)
Un sistema de almacenamiento en batería o un parque solar funciona a menudo a plena carga durante horas en pleno verano. Las estaciones de transformación estándar están diseñadas para esta Carga continua no está diseñado. Los transformadores se calientan mucho. Para Sobrecalentamiento Para evitarlo, las estaciones convencionales se desactivan cuando las temperaturas exteriores son elevadas (lo que se conoce como «derating»). La consecuencia: en verano, el parque solar o el sistema de almacenamiento a menudo solo pueden inyectar entre el 60 % y el 70 % de su potencia a la red. Se pierden valiosos rendimientos.
2. Condiciones complejas de conexión a la red
La conexión de grandes instalaciones a la red de media tensión está regulada por estrictas normas (como la VDE-AR-N 4110/4120 en Alemania). Una subestación moderna requiere hoy en día conceptos de protección de redes e instalaciones altamente complejos para garantizar la estabilidad de la red eléctrica.
La solución para BESS y parques solares: refrigeración activa y listo para EPC"
Para evitar pérdidas de rendimiento debidas al calor, los planificadores de infraestructuras modernos apuestan por especializadas Estaciones compactas.
En Faber E-Tec hemos resuelto este problema con un innovador concepto de ventilación activa. A diferencia de los bloques de hormigón estándar convencionales, nuestras estaciones para parques solares y BESS 100 % garantizan un rendimiento hasta una temperatura ambiente de 40 °C. De este modo, se evita de forma efectiva la reducción de potencia —y, con ello, las pérdidas económicas en pleno verano—.
Además, los promotores de proyectos buscan hoy en día soluciones llave en mano para minimizar los riesgos de interfaz. Como socio denominado „EPC-ready“, suministramos estaciones transformadoras de hasta 3.150 kVA completamente listas para la conexión: incluyendo tecnología de media tensión, salidas de baja tensión flexibles (400V/690V/800V) y un concepto de protección certificado. Y todo ello, teniendo en cuenta el entorno actual del mercado, en un plazo de entrega fiable a partir de 28 semanas.
Conclusión
La estación transformadora es el cimiento de nuestro suministro eléctrico moderno. Lo que antes era una simple carcasa para la distribución de electricidad en zonas residenciales, es hoy una interfaz de alta tecnología sumamente compleja. Precisamente en el ámbito B2B, durante la planificación de sistemas de almacenamiento en batería y energías renovables, la elección de la estación adecuada determina de manera decisiva la rentabilidad y el rendimiento de todo el parque energético.
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Subestación - Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la diferencia entre una estación transformadora y una subestación eléctrica?
La diferencia radica en el nivel de tensión. Una subestación conecta la red de alta tensión suprarregional (a menudo de 110 kV a 380 kV) con la red de distribución regional. Una estación transformadora (también llamada centro de transformación) es un nivel inferior: convierte la electricidad de la red de media tensión regional (por lo general de 10 kV a 30 kV) en baja tensión (230 V o 400 V), que puede ser utilizada directamente por nuestros hogares, negocios o puntos de recarga.
2. ¿Por qué zumba una subestación eléctrica? (Ruido)
El típico zumbido grave se debe al transformador que hay en el interior de la estación. La corriente alterna que fluye genera un campo magnético que hace que el núcleo de hierro del transformador se expanda y se contraiga en diminutas vibraciones, un efecto físico llamado „magnetostricción“. En las estaciones compactas modernas, como las que se construyen hoy en día para la industria o los parques solares, este ruido queda fuertemente aislado mediante amortiguadores especiales y carcasas de hormigón macizo.
3. ¿Por qué los parques solares (fotovoltaicos) y los sistemas de almacenamiento de baterías (BESS) necesitan sus propias subestaciones?
Estación transformadora: transición energética en Alemania
Video explicativo: Infraestructura energética para energía fotovoltaica y sistemas de almacenamiento de energía (BESS)
Otros enlaces
Condiciones complejas de conexión a la red
La conexión de grandes instalaciones a la red de media tensión está regulada por estrictas normas como la VDE-AR-N 4110 regulado en Alemania.
Transformador
El transformador (a menudo llamado abreviadamente „trafo“) es un convertidor electromagnético que realiza el cambio de tensión propiamente dicho. Obtenga más información al respecto en la definición general de Transformador.
Texto de ley
Todas nuestras estaciones cumplen con las normas de seguridad vigentes, incluida la
26ª Ordenanza de aplicación de la Ley Federal de Control de Inmisiones (26.ª BImSchV).
