Con el rápido desarrollo de tecnologías de la información y la comunicación (inteligencia artificial, la nube, big data, 5G), y teniendo en cuenta las últimas tendencias en tecnología electrónica ligada a la energía, Huawei, en colaboración con expertos en la materia, ha publicado 10 tendencias emergentes en fotovoltaica para 2025, que abarcan cuatro dimensiones: menor coste de la energía (LCOE), facilidad de uso de la red eléctrica, convergencia inteligente, y seguridad y fiabilidad. Todas persiguen impulsar la industria hacia soluciones inteligentes y ecológicas, además de ofrecer una perspectiva acerca de la innovación y el crecimiento vertiginoso del sector de las nuevas energías. Estas son las 10 tendencias que según Huawei se improndrán en los próximos años.
1. Digitalización
La clave: Más del 90% de las centrales fotovoltaicas en el mundo se digitalizarán.
A pesar del auge del mercado mundial fotovoltaico, todavía hay muchos dispositivos no inteligentes en las plantas solares, desde la generación de energía hasta las comunicaciones. Estos dispositivos no pueden ser eficazmente monitorizados, ni pueden dar alertas de fallos. Con el rápido desarrollo de tecnologías digitales como la 5G y la nube, se prevé que más del 90% de las plantas fotovoltaicas estén totalmente digitalizadas para 2025, lo que las hará más sencillas, inteligentes y eficientes.
2. Mejoras impulsadas por la inteligencia artificial
La clave: Más del 70% de las plantas fotovoltaicas aplicarán técnicas de inteligencia artificial (IA).
La integración de la IA en el sector fotovoltaico propiciará la detección mutua y la interconexión entre dispositivos, además de mejorar la eficiencia de la generación de energía, y de la operación y el mantenimiento (O&M), mediante la optimización colaborativa. Las técnicas de IA pueden abrir nuevas y prometedoras vías para los sistemas fotovoltaicos, entre las que se incluyen: identificación y protección proactiva de los fallos de los módulos y dispositivos fotovoltaicos con algoritmos de diagnóstico de IA; optimización de los algoritmos de seguimiento con datos masivos de la planta y autoaprendizaje para obtener mayores rendimientos; sinergia de almacenamiento solar asistida por IA para optimizar automáticamente los beneficios de la planta de almacenamiento. A medida que el LCOE siga disminuyendo y la complejidad de O&M aumente, es muy probable que las técnicas de IA se apliquen más y más.
3. Plantas fotovoltaicas sin operadores
La clave: Más del 80% del trabajo de las plantas fotovoltaicas se hará sin operadores.
Con el ascenso de la IA y del internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés), los productos y servicios inteligentes harán más cómoda la solución fotovoltaica en su conjunto. Con experiencias integradas de expertos y un autoaprendizaje continuo, la IA se implantará ampliamente para sustituir a expertos en O&M en muchas funciones de diagnóstico y toma de decisiones. La inspección de drones y la O&M automática con robots se encargará de las tareas más peligrosas y repetitivas que requieren un alto grado de precisión continua, para mejorar productividad y seguridad. Está previsto que las plantas funcionen en el futuro totalmente sin operadores.
4. Apoyo proactivo a las redes eléctricas
La clave: Las centrales fotovoltaicas pasarán de adaptarse a la red a dar apoyo a la red.
El creciente nivel de penetración de la energía interconectada electrónicamente socavará la fuerza de la red eléctrica, obstaculizando la aplicación más amplia de los sistemas fotovoltaicos. En los próximos cinco años, las plantas deben evolucionar gradualmente para pasar de la adaptación a la red eléctrica a sostener dicha red. Para ello, los inversores deben tener capacidades como la adaptabilidad de la relación de cortocircuito amplio (SCR), la capacidad de controlar la corriente armónica dentro del 1%, el paso consecutivo de alto/bajo voltaje y la rápida regulación de la frecuencia, que son necesarias para la conexión a la red.
5. Solar + Almacenamiento
La clave: La proporción de sistemas fotovoltaicos acompañados de almacenamiento de energía superará el 30%.
Con la mayor penetración de nuevas fuentes de energía, las redes eléctricas tendrán requisitos cada vez más estrictos en cuanto a la regulación de la frecuencia y la reducción de picos. Mientras tanto, los costos de las baterías están disminuyendo con el avance de la tecnología. Se prevé que el almacenamiento de energía funcionará en conjunto con los sistemas fotovoltaicos y se convertirá en un componente crítico. Las previsiones indican que para 2025, la proporción de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía superará el 30%.
6. Centrales eléctricas virtuales
La clave: Más del 80% de los sistemas residenciales estarán conectados a redes de centrales eléctricas virtuales (VPP, por sus siglas en inglés).
En los próximos cinco años, tecnologías TIC como el 5G, blockchain y los servicios en la nube, se aplicarán ampliamente en las centrales eléctricas distribuidas, formando centrales eléctricas virtuales (VPP) con una gestión compartida y una participación conjunta en la programación, transacción y servicios auxiliares de los sistemas de energía. El desarrollo de la tecnología VPP inspirará nuevos modelos de negocio y atraerá a nuevos agentes del mercado, con lo que se erigirá en motor de crecimiento de la energía fotovoltaica distribuida.
7. Seguridad activa
La clave: La tecnología de interruptor de fallo de arco (Arc Fault Circuit Interrupter, AFCI) se convertirá en una característica imprescindible en los sistemas fotovoltaicos distribuidos en tejados, y se incorporará a las normas internacionales del sector.
Con una aplicación más generalizada de la energía fotovoltaica distribuida, la seguridad de los edificios y de las personas se ha convertido en una preocupación importante. Los riesgos de arco fotovoltaico causados por el mal contacto de los nodos en los módulos fotovoltaicos, las malas conexiones de los conectores, o los cables envejecidos o rotos se han convertido en un asunto apremiante en la industria. Para atenuar dichos riesgos, el AFCI se convertirá en una función estándar de los sistemas distribuidos fotovoltaicos en tejados, y se incorporará a las normas internacionales de la industria.
8. Mayor densidad de potencia
La clave: La densidad de potencia del inversor aumentará en más de un 50%.
Con la tendencia a la baja del LCOE de la energía solar, se imponen mayores requisitos de más potencia en un solo módulo, además de un fácil mantenimiento del inversor. Para lograrlo, se necesita una mayor densidad de potencia. Gracias a los avances en la investigación de semiconductores de banda ancha, como el SiC y el GaN, así como a los algoritmos de control avanzados, se espera que la densidad de potencia de los inversores aumente en más del 50% en los próximos cinco años.
9. Diseño modular
La clave: Componentes esenciales tales como inversores, sistemas de acondicionamiento de potencia (PCS) y dispositivos de almacenamiento de energía adoptarán un diseño modular.
Los inversores, los sistemas PCS y los dispositivos de almacenamiento de energía son componentes fundamentales de una planta fotovoltaica que determinan en gran medida la disponibilidad de todo el sistema de la planta. A medida que aumenten su capacidad y complejidad, el enfoque tradicional de mantenimiento in situ, dirigido por expertos, será demasiado costoso. El diseño modular se generalizará, dado que permite un despliegue flexible, una expansión sin problemas y un mantenimiento sin intervención de expertos, lo que reduce en gran medida los costos de O&M y mejora la disponibilidad del sistema.
10. Seguridad y confianza
La clave: La seguridad y la confianza se han convertido en un requisito necesario para las centrales fotovoltaicas.
El aumento de la capacidad acumulada de las plantas fotovoltaicas mundiales y la mayor complejidad de la arquitectura de la red comportan un aumento de los riesgos de seguridad de la red de las plantas fotovoltaicas. Además, existen requisitos más estrictos en cuanto a la privacidad y la seguridad del usuario para las plantas distribuidas. Todas estas tendencias sugieren que las plantas fotovoltaicas deben demostrar fiabilidad, disponibilidad, seguridad, protección, resistencia y privacidad.
