Microrred aislada con almacenamiento: generación, almacenamiento y control en un solo sistema
Una microrred aislada con almacenamiento (off-grid BESS microgrid) es un sistema eléctrico autónomo que completa la cadena generar–almacenar–distribuir–consumir sin depender de la red pública. Integra FV, grupo diésel, baterías, el convertidor de almacenamiento (PCS), el aparellaje y el sistema de gestión de energía (EMS) en una única fuente independiente que establece su propia tensión y frecuencia. Frente a la solución habitual de «FV + inversor aislado», la diferencia de ingeniería no está en el inversor sino en la capacidad de balance de potencia: el almacenamiento actúa a la vez como amortiguador de potencia, referencia de tensión/frecuencia y desplazamiento temporal de energía. Esa es la línea que separa un sistema que se mantiene en pie de otro que no.
- ≤10msTransferencia red/aislado pasiva
- 99,3%Eficiencia de carga con acoplamiento CC multipuerto
- -30~60℃Temperatura de trabajo (reducción >45℃)
- IP54 / IP65Grados de protección de armario y mural
Arquitectura del sistema: cuatro capas, cuatro funciones
Una microrred aislada completa se divide en cuatro capas funcionales, cada una con una responsabilidad de ingeniería distinta.
FV como base, diésel como respaldo
La FV es la fuente principal: menor coste por kWh, sin dependencia de combustible y con mantenimiento mínimo. El grupo diésel cubre los periodos largos de baja irradiancia. Rara vez se busca «cero diésel»; más bien se fija el umbral de arranque en función del SOC y de la previsión de carga, de modo que el motor solo entra en periodos oscuros prolongados, preservando la vida del ciclo de batería.
El [controlador MPPT fotovoltaico SP200/150HAPV](/es/product/sp200-150hapv) tiene diseño mural con protección IP65 y una eficiencia máxima del 99,26%, con conversión elevator-reductor. El MPPT multipuerto importa frente al sombreado y los desacoplos de cadena: cuando la matriz está parcialmente sombreada por edificios, vegetación o nubes en movimiento, cada puerto busca su propio punto óptimo para que una cadena desajustada no arrastre toda la producción.
La energía marca la autonomía, la potencia marca la carga
El dimensionado de batería parte del tramo más largo sin irradiancia y del consumo diario medio, no de una regla simple del tipo «potencia FV × factor». En el lado de potencia hay que verificar el pico de arranque: motores, bombas y compresores demandan entre 5 y 7 veces su corriente nominal, y un PCS sin margen dispara en el arranque.
Con acoplamiento en CC, FV, batería y PCS comparten el bus de continua, y los módulos DCDC se encargan del_pmismatch de tensión y del enrutado de energía. Los [módulos DCDC SP120/60HCPV y SP105HCDC](/es/product/sp120-60hcpv-sp105hcdc) emplean conductos de aire aislados, alcanzan el 99,3% de eficiencia, aceptan entrada de CC amplia con varios puertos FV y admiten baterías heterogéneas (balanceo de SOC), algo valioso al ampliar un banco existente o mezclar lotes de celdas.
El PCS es el núcleo del sistema
El PCS realiza la conversión bidireccional CC-CA y, en modo aislado, establece tensión y frecuencia. La operación aislada exige la mayor capacidad de formación de red, porque no existe una red grande que sirva de referencia: el PCS debe sustituir a una máquina síncrona.
Cuando la conmutación red/aislado se necesita como módulo independiente en el bus de alterna, el [conmutador estático STS200/400/600](/es/product/sts200-400-600) ofrece conmutación inferior a 20ms, detección bidireccional en lado red y lado carga, interfaces RS485/CAN/4G y cumplimiento de varios estándares internacionales de transferencia.
El EMS decide el rendimiento y la vida de la batería
El EMS ejecuta la estrategia de despacho: si la FV alimenta la carga o carga primero la batería, con qué SOC arranca el motor, hasta qué profundidad se descarga y cómo se reparte la potencia entre unidades en paralelo. Esas decisiones determinan directamente el consumo de combustible, la vida del ciclo y la disponibilidad del sistema.
El EMS integrado en los equipos «todo en uno» de Zhongteng admite balanceo de SOC, recortado de picos y relleno de valles, autoconsumo, vertido a red, plataforma en la nube, antirretorno y operación híbrida con diésel, y puede enviar datos a sistemas de supervisión a través de las interfaces de comunicación.
Gama de productos aislados de Zhongteng
Tres escalones según potencia e integración. Primero se elige el formato y después el dimensionamiento.
Todo en uno FV-almacenamiento aislado
- Potencia nominal (red)250kVA
- Salida máxima (aislado)275kVA
- Conmutación0ms activa / <10ms pasiva
- Transformador aislamientoIntegrado
- ProtecciónIP54
Serie todo en uno FV-almacenamiento
- Potencia nominal (red)375kVA / 500kVA
- Potencia FV120kW×3 / ×4
- Conmutación0ms activa / <20ms pasiva
- Unidades en paralelo3
- Eficiencia de carga>99,3%
Armario integrado de alta potencia
- Potencia nominal750kVA
- Salida máxima (aislado)825kVA
- Corriente máx. batería200A×6
- ProtecciónIP54
- Paralelo de armariosAdmitido
PCS mural para microrred
- ProtecciónIP65
- MontajePared
- Corriente máx. bypass230A
- ATS doble entrada CAIntegrado
- Dimensiones950×650×306mm
PCS de microrred (STS opcional integrado)
- Potencia nominal125kVA
- Tiempo de conmutación<10ms
- Eficiencia máxima98,5%
- AcoplamientoCC / CA
- Sobrecarga125%
Inversor híbrido (potencia media-baja)
- Potencia nominal60/50/40/30kVA
- Eficiencia máxima98,2%
- Sobrecarga150%
- Celdas compatibles280/314Ah
- ConmutaciónSTS integrado sin cortes
Formato 1 · Todo en uno para sitios pequeños y medianos: PCS, MPPT, EMS, el conmutador PCM y la distribución CA/CC viven en un mismo armario. En obra solo se conectan FV, batería, carga y diésel: menos trabajo de diseño, menor huella y puesta en marcha más rápida.
Formato 2 · Serie todo en uno para potencias medias y altas, con mayor grado de protección y bloques de potencia más grandes. Al ampliar conviene usar unidades de la misma serie y potencia; mezclar modelos introduce circulaciones y complica el despacho.
Formato 3 · Armario integrado para emergencia y obras: mucha potencia, despliegue rápido, entradas de red/diésel/batería y conmutador FV integrado.
Dimensionamiento: primero la energía, después la potencia
El dimensionamiento aislado tiene dos objetivos independientes que deben calcularse por separado.
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Paso 1 — Dimensionar la energía a partir del consumo diario
- Energía útil ≥ consumo diario medio × días de autonomía ÷ rendimiento del sistema
- La profundidad de descarga (DoD) suele mantenerse entre el 80% y el 90%; en química LFP conviene evitar ciclos completos prolongados
- El rendimiento debe incluir pérdidas del PCS, del DCDC y de línea; valores habituales de ingeniería: 85–92%
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Paso 2 — Dimensionar la potencia a partir de la carga
- Sumar las potencias nominales y aplicar el factor de coincidencia máximo para obtener la demanda en régimen permanente
- Verificar aparte las cargas inductivas (motores, bombas, compresores, aire acondicionado): sumar el mayor pico de arranque al resto de la carga estable
- Prever un 20–30% de margen para el crecimiento futuro de cargas y el reparto de potencia entre unidades en paralelo
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Paso 3 — Verificar sobrecarga y reducción térmica
Los equipos aislados de Zhongteng suelen admitir 1,1× en continuo / 1,25× en cortocircuito (SP60HCG2 alcanza el 150%), suficiente para arrancar motores. La temperatura ambiente alta exige una comprobación aparte: todos los equipos tops a 60℃ y reducen por encima de 45℃, y por encima de 2000m de altitud también hay que reducir.
Aplicaciones típicas
Microrredes insulares
Suministro independiente en islas del Propagation, sustituyendo la generación diésel de alto coste; exige resistencia a la niebla salina y a los tifones.
Microrredes en aldeas africanas
Híbrido FV-diésel-almacenamiento para acceso básico a la electricidad, con mantenimiento reducido y monitorización remota.
Microrredes mineras africanas
Cargas grandes y muy impulsivas: la sobrecarga del PCS debe verificarse frente a arranques de carga pesada.
Microrredes en petróleo
El balancín de extracción es una carga impulsiva periódica; la coordinación FV-diésel-almacenamiento reduce de forma notable el consumo de diésel.
Microrredes en villas de Oriente Medio
Estabilidad eléctrica para vivienda premium y uso comercial, incluidos equipos de aire acondicionado de alta potencia.
Fincas y zonas ganaderas remotas
Bombas de riego y transformación de alimento; radio de suministro largo con caída de tensión en el extremo de línea.
Vehículos de almacenamiento móvil
Suministro de emergencia y temporal transportable, para averías, obras y grandes eventos.
Estaciones base y puestos fronterizos
Poca capacidad y larga autonomía: dominan la fiabilidad, el mantenimiento nulo y las alarmas remotas.
Claves de ejecución
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Clasificación de cargas y límite de respaldo
Hay que definir exactamente qué cargas deben mantenerse vivas. Suelen usarse tres niveles: el 1 cubre alumbrado, comunicaciones, sanidad y seguridad; el 2, la producción; el 3 es interrumpible. El dimensionamiento se basa en los niveles 1 + 2, y el EMS corta activamente el nivel 3 con SOC bajo para que el sitio no se quede a oscuras.
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Puesta a tierra y protecciones
Sin referencia de red, el esquema de tierra debe fijarse en la fase de diseño — habitual es el neutro del lado CA del PCS directo o a través de impedancia, con protección diferencial y monitorización de aislamiento propias. La protección contra rayos debe cubrir CC y CA; los equipos «todo en uno» ya incorporan descargador, pero las bajantes de campo y la resistencia de tierra siguen calculándose aparte.
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Paralelo y reparto de potencia
Cuando la capacidad supera una unidad se conectan varias en paralelo (SP250HAG2T y SP375/500HAG2 admiten 3 unidades). Importan tres cosas: que el protocolo de paralelo coincida entre modelos, que el enlace de comunicación sea redundante y que el reparto sea igualitario o maestro-esclavo. Al ampliar, conviene usar unidades de la misma serie y potencia.
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Adaptación al entorno
El grado de protección se elige según el montaje: IP65 para posiciones murales (SP135HAPSS, SP200/150HAPV); IP54 para armarios integrados (SP375/500HAG2, SP250HAG2T, SP750H54PSTD). En ambientes de alta temperatura, humedad o niebla salina conviene usar conductos de aire aislados (SP60HCG2, SP120/60HCPV) para ralentizar el envejecimiento de los componentes.
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Puesta en marcha y recepción
La puesta en marcha sigue una secuencia: una unidad con carga ficticia para verificar tensión y frecuencia → conexión de FV para verificar el seguimiento MPPT y la limitación de potencia → conexión de batería para verificar conmutación de carga/descarga y calibración del SOC → conexión del diésel para verificar arranque híbrido y conmutación de red. La aceptación mide el tiempo real de conmutación, la desviación de tensión, la ondulación de frecuencia, el THD y el éxito de arranque del motor.
Galería de proyectos
Preguntas frecuentes
¿Siempre hace falta un generador diésel en un sistema aislado?
No siempre, pero se recomienda. Si la irradiancia es estable y no se exigen muchos días de autonomía, la configuración FV-almacenamiento pura es viable en algunos proyectos. Ante nubosidad prolongada solo cabría sobredimensionar la batería o cortar carga, y el coste marginal de sobredimensionar suele superar el de un motor pequeño. La práctica habitual es «FV + almacenamiento como base, diésel como respaldo», dimensionando el motor sobre la carga estable de nivel 1 y no sobre la punta del sitio.
¿Una batería más grande siempre es más segura?
No. Sobredimensionar eleva la inversión inicial y, además, un pack que permanece en SOC bajo o en ciclos superficiales tiende a empeorar la consistencia entre celdas. El dimensionamiento debe venir de los días de autonomía y el consumo diario, manteniendo una ventana de SOC razonable.
¿Qué sentido tiene la conmutación de red en un sistema supposedly aislado?
Muchos proyectos «aislados» son en realidad de red débil o de suministro intermitente: hay red de día, cortes nocturnos o cortes programados cada semana. Esos casos necesitan una unidad con conmutación bidireccional en el PCS; los modelos aislados puros no pueden inyectar a red ni volver automáticamente cuando vuelve el suministro. Los equipos todo en uno de Zhongteng alcanzan 0ms en conmutación activa y menos de 10ms pasiva.
¿La oscilación de la FV desestabiliza tensión y frecuencia?
Justamente ahí está el valor del almacenamiento: el PCS formador de red fija la referencia de tensión y frecuencia, la batería aporta la potencia instantánea y la oscilación de la FV la absorbe el almacenamiento, sin que la carga la perciba. Con equipos seguidores de red y sin batería, esa oscilación llega directamente a la carga.
¿Se puede monitorizar el equipo en remoto?
Sí. Los productos de Zhongteng ofrecen por lo general interfaces RS485/CAN/4G, lo que permite enviar los datos a una plataforma de supervisión para consultar en remoto SOC, potencia de carga/descarga, alarmas y registros de fallos. En islas y minas, la operación remota es clave para reducir el coste del ciclo de vida.
¿Necesita un diseño aislado para su instalación?
Islas, aldeas, minas, yacimientos petrolíferos, granjas o suministro de emergencia: Zhongteng entrega la microrred aislada completa, desde el estudio de capacidad y el diseño hasta la selección de equipos y la puesta en marcha.
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