Microred de 2000 kW de Fuente-Red-Carga-Almacenamiento: PV 1000 kWp + BESS 800 kW/1742 kWh + Transferencia Automática de Lectura Profunda
PV 1000 kWp · BESS 800 kW/1742 kWh · Diésel 600 kW en espera · 2×SCB13-2000/10 N+1 · conectado/desconectado de la red
1 · TL;DR Conclusion
Conclusión: esta microrred de fuente-red-carga-almacenamiento de 2000 kW combina 1000 kWp de PV + 800 kW/1742 kWh de BESS + 600 kW de diésel con transferencia automática + una alimentación de red de 10 kV con conexión a red/isla, en 2 transformadores SCB13-2000/10 (N+1) más un interruptor de transferencia final de grado 1 (GATS) — total del configurador ≈ $914,457, EPC ≈ $990,000, retorno de inversión en 4 años, TIR del 24.80%, 609.1 t de CO2/año evitadas (a nivel de factibilidad).
- •Mezcla multifuente: 1000 kWp FV (63 % de participación) + 800 kW BESS (38 %) + 600 kW diésel con transferencia automática, 4400 kW instalados
- •Conexión a red/islamiento + arranque en negro (arranque automático diésel de 600 kW, verificado); transferencia automática en 2 s
- •Conmutador de transferencia final de Grado 1 de 800 kW (GATS-630) + EPS de 300 kW, cobertura de respaldo del 175 %
- •autoconsumo FV ≈$261,482/año (incl. recorte de BESS)
- •Economía: $990,000 EPC, retorno de 4 años, TIR del 24.80 %, LCOE $0.1011/kWh, 609.1 t de CO2/año evitadas
2 · Solution Overview
Una microrred de fuente-red-carga-almacenamiento unifica las fuentes (FV/diésel/red), la red, las cargas y el almacenamiento bajo un único EMS — la arquitectura arquetípica para parques industriales de cero carbono y grandes campus. Este diseño de 2000 kW tiene FV para carga base, BESS para suavizado+recorte+demanda, diésel para respaldo con transferencia automática, la red como suministro principal conectado, y un interruptor de transferencia final de grado 1 que mantiene alimentadas las líneas de producción críticas.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 0 kW | 0% |
| Solar PV 1000 kWp | variable | 1000 kW | 63% |
| BESS 800 kW / 1600 kWh | variable | 600 kW | 38% |
| Diesel 600 kW | backup | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. Identificación de requisitos
Un parque industrial de cero carbono desea tanto una alta proporción de renovables como una producción crítica ininterrumpida (carga de grado 1 de 800 kW). Primero se fijan dos requisitos estrictos: despacho fuente-red-carga-almacenamiento y transferencia automática confiable, lo que exige BESS, diésel y ATS de extremo.
2. Clasificación de cargas
2000 kW totales → 1742 kW de demanda; 800 kW de grado 1, 800 kW de grado 2, 200 kW sensibles. El grado 1 necesita un interruptor de transferencia de extremo (GATS-630) + EPS; el grado 2 queda cubierto por red+BESS.
3. Mezcla de fuentes
1000 kWp PV (63%) + 800 kW/1742 kWh BESS (38%, 2 h) + 600 kW diésel de respaldo (transferencia automática) + red de 10 kV, despachados por un único EMS.
4. Dimensionamiento del transformador
1742 kW → 1684 kVA → nivel de 2000 kVA + N+1 (2 unidades de tipo seco, parque interior). 84% de carga tras un disparo (aprobado N-1); la carga de grado 1 se transfiere a la otra fuente mediante ATS de extremo.
5. Transferencia automática y conmutación
GATS-630 de extremo de grado 1 con transferencia automática: ante pérdida de red conmuta a diésel/BESS en 2 s; gridMode=grid-tie-island + blackStart=yes, arranque en negro de diésel de 600 kW, cobertura de respaldo del 175%.
6. Distribución y protección
Entrada de MT → 2 transformadores de tipo seco → aparamenta de BT MNS (con bus-tie) → alimentadores + ATS de extremo de grado 1. Falla de BT 58,91 kA frente a 80 kA de corte; selectividad 24.56×, gradación satisfecha.
7. Calidad de energía
Carga sensible de 200 kW + armónicos (THDi 20%) reciben compensación reactiva + reactores desintonizados; convertidores de almacenamiento/diésel coordinados para evitar corriente circulante.
8. Economía
BESS reduce 800 kW×4 h ahorrando ≈$151.840/año; PV genera 1.015.200 kWh/año. Retorno general de 4 años, TIR 24,80%, LCOE $0,1011/kWh, 609,1 t CO2/año evitadas.
Pain Points → Solution → Evidence
La producción crítica (800 kW grado 1) no puede caer ni un segundo
Transferencia automática final GATS-630 + EPS de 300 kW: cambio a diésel/BESS en 2 s
Aprobación N-1 (2×2000 kVA) + cobertura de respaldo del 175% + GATS/EPS en BOM
La alta proporción de renovables provoca fluctuaciones en la red y dificulta la regulación de picos
Suavizado de BESS de 800 kW/1742 kWh + recorte + demanda, coordinación EMS fuente-red-carga-almacenamiento
economic.shaving: 800 kW×4 h, $151,840/año ahorrados
El respaldo de diésel puro cuesta $327k/año — insostenible
PV+BESS primero, diésel solo para emergencias de transferencia automática
Diésel puro $327,040 vs híbrido $232,400; ≈$151,840/año ahorrados
¿Cuándo se amortiza?
≈$990,000 EPC; PV+BESS ahorran ≈$261,482/año
economic: amortización en 4 años, TIR 24.80%, ROI a 25 años 497%
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacidad del transformador | 2×2000 kVA (tipo seco N+1) | 1742 kW → 1684 kVA → nivel de 2000 kVA + uno de reserva | Carga del 84%; se mantiene en 84% tras un disparo (aprobado N-1) Paso a 2500 kVA para crecimiento |
| Capacidad fotovoltaica | 1000 kWp | 63% de participación; generación de 1.015.200 kWh/año | Cubre la carga base durante el día, reduciendo el uso de diésel y las facturas Limitada por el área del sitio y la absorción del BESS |
| Capacidad del BESS | 800 kW / 1742 kWh (2 h) | Suavizado + recorte de picos + demanda, duración de 2 h | Recorta 800 kW×4 h, ahorrando $151.840/año Las necesidades de isla prolongada requieren ≥8 h más una verificación de arranque en negro |
| Capacidad diésel | 600 kW en espera · transferencia automática | Transferencia automática de emergencia + arranque en negro (600 kW verificado) | La única fuente de emergencia para transferencia de extremo de grado 1 en espera = clasificado para emergencia, más económico que principal |
| Transferencia automática | GATS-630 transferencia de extremo, 2 s | La carga de grado 1 de 800 kW debe ser ininterrumpida | Transfiere en 2 s; cobertura de respaldo del 175% Tiempo de transferencia vs criticidad de la carga según IEC 60364 |
| Modo de red | conexión a red-isla + arranque en negro | Los parques de cero carbono deben aislarse y arrancar en negro | La anti-isla evita el retorno de energía; ATS de 2 s Aprobación de la red según el código de red local (gridCodeNote) |
| Economía | TIR 24,80% · 4 años | $990.000 EPC + $261.482/año de ahorro + flujo de caja a 25 años | La métrica central de inversión La tarifa, la irradiación y el factor de carga son las sensibilidades clave |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Flujo de energía
Conectado a la red: la PV de 1000 kW cubre primero la carga base, el excedente carga el BESS; el BESS descarga 800 kW en hora punta y carga en valle; la red cubre el déficit. En caso de pérdida de red: la transferencia automática conmuta a diésel/BESS en 2 s, la carga de grado 1 se mantiene.
Fallo de red / transferencia automática
Pulse 'Fallo de red': el GATS de grado 1 transfiere a arranque en negro con diésel de 600 kW + BESS en 2 s (cobertura de respaldo del 175%); en el caso N-1 un transformador dispara y el otro continúa al 84% de carga.
Economía
1.015.200 kWh/año generados, 0,8 autoconsumo + excedente exportado; el autoconsumo PV ≈261.482 $/año (incl. recorte de BESS); 990.000 $ invertidos, retorno en 4 años, TIR del 24,80%, LCOE 0,1011 $/kWh.
Operación 24 h
Curva de un día típico: la PV diurna se solapa con la carga, la descarga del BESS en hora punta recorta el pico, carga en valle nocturno, diésel solo durante transferencia automática/arranque en negro — coordinación fuente-red-carga-almacenamiento en orden temporal.
Other views (shown): Calidad de energía y armónicos · Perfil de tensión · Características del esquema · Derrateo ambiental
7 · Economics & Payback
Equipo total ≈ $914,457, EPC ≈ $990,000 (incl. PV/BESS/diésel/transferencia automática/distribución/instalación). El autoconsumo fotovoltaico ahorra ≈$261,482/año (incl. recorte de BESS); en conjunto, retorno de la inversión en 4 años, TIR del 24,80 %, ROI del 497 % a 25 años, LCOE de $0,1011/kWh, VAN de $1,584,295, 609,1 t de CO2 evitadas/año.
8 · FAQ
¿Cómo entiende la integración fuente-red-carga-almacenamiento?
¿Qué es la transferencia automática y qué tan rápida es?
¿Qué tamaño tiene el BESS?
¿Cómo se implementa el arranque en negro?
¿Cuándo se amortiza?
¿Diésel puro vs híbrido fuente-red-carga-almacenamiento?
¿Cómo se mantiene ininterrumpida la carga de grado 1 de 800 kW?
¿Cuánta FV se debe instalar?
¿Podría la transferencia automática paralelizar accidentalmente dos fuentes?
¿Qué trámites de conexión a red se necesitan?
Special Considerations
- Se incluyen transferencia automática de extremo de Grado 1 de 800 kW (GATS-630) + EPS de 300 kW; el tiempo de transferencia frente a la criticidad de la carga debe ser confirmado según IEC 60364 por el instituto de diseño.
- El enclavamiento de transferencia automática evita el paralelismo accidental de doble fuente; selectividad 24.56×, gradación satisfecha; se requiere una prueba de transferencia completa antes de la puesta en servicio.
- El almacenamiento de 2 h cubre el afeitado/demanda; el islamento prolongado necesita ≥8 h más una verificación de capacidad de arranque en negro.
- 200 kW de carga sensible + THDi 20% tienen compensación reactiva + reactores desintonizados; añadir APF si se superan los límites.
- Estimación a nivel de viabilidad; dibujos pendientes de refinamiento por un instituto de diseño con licencia.
Turn this into your project
Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.
Open in Power System Configurator →Related Scenarios
Suministro integral de equipos de energía solar y convencional
Desde el diseño del sistema de distribución de energía hasta la energía solar: transformadores, aparamenta, subestaciones y equipos solares, dimensionados y cotizados en un solo lugar. Utilice nuestras calculadoras para obtener una lista completa de materiales y el precio FOB.