Escuche cómo un buitre que se posó sobre una línea eléctrica interrumpió los exámenes finales por un día.
Crecimiento de las asociaciones de financiamiento
Ubicada a solo 19 kilómetros de la Ciudad de Nueva York, MSU es una universidad pública de investigación que atiende a más de 21,000 estudiantes, casi el doble que hace dos décadas. En la entrada principal de MSU, se erige una escultura de bronce de 12 pies de altura de un halcón rojo, la mascota de la universidad. Caminos y calles arboladas cruzan el campus de 102 hectáreas, y se destaca por sus edificios de estilo Misión Española, con paredes de yeso blancas y aleros de terracota que sobresalen. Dos de estos edificios, ubicados uno al lado del otro a lo largo de Yogi Berra Drive, albergan proezas de la tecnología. El más grande contiene la planta combinada de calefacción, refrigeración y generación de energía (CHCP) de la universidad, que entró en servicio en 2013. Conectado por un corto pasillo, está el edificio más pequeño que alberga la tecnología de la microrred de MSU, operando desde principios de 2018. Ambas instalaciones fueron financiadas mediante asociaciones público-privadas entre MSU y DCO Energy, la empresa de desarrollo de energía de Nueva Jersey. Esto hizo posible implementar la planta de CHCP y, luego, la microrred, expresó Connolly. “Es una excelente herramienta de financiamiento para proyectos clave de energía, especialmente cuando las instituciones de educación superior enfrentan presupuestos cada vez más ajustados”, dijo.
Elementos necesarios de una “verdadera microrred”
La planta CHCP de 5.4 mW de la universidad proporciona vapor para calefacción y agua fría para equipos de aire acondicionado con entrega energética eficiente, mientras genera electricidad mediante gas natural. Provee el 85 por ciento de las necesidades de electricidad de la universidad, mientras que la empresa eléctrica regional suministra el resto.
Este tipo de arreglo es común en campus grandes y funciona bien, hasta que algo sale mal y escapa al control de la empresa eléctrica. Disturbios causados por supertormentas, fuertes nevadas, accidentes automovilísticos e incluso animales errantes ocasionalmente interrumpen la red central, afectando el suministro eléctrico del campus. “Con 6,000 estudiantes viviendo en el campus, una gran red de edificios y programas de investigación de nivel doctoral que requieren especímenes y equipos sensibles a la temperatura, necesitamos electricidad las 24 horas del día”, expresó Connolly. Ahí es donde entra en juego su microrred alimentada por gas natural. Esta instalación opera en paralelo con la planta CHCP para proporcionar generación adicional de electricidad y tecnología de red inteligente. “Desarrollamos una verdadera microrred, en todo el sentido de la palabra”, expresó Kyle Gandy, gerente de Ingeniería Eléctrica de DCO Energy. Una pieza central de esta verdadera microrred es el controlador de SEL. Antes de que se instalara, los ingenieros de SEL llevaron a cabo rigurosas pruebas de hardware-in-the-loop (harwdware en el lazo) para garantizar una correcta interconexión con el modelo de microrred bajo una variedad de situaciones simuladas. Pasó las pruebas con gran éxito. El controlador no solo puede responder en milisegundos a disturbios que ocurren fuera de la red del campus, sino que también determina cuánto, cuándo y dónde la micro-red debe suministrar energía o retenerla, expresó Gandy. “La resiliencia ha sido uno de los grandes atractivos para las microrredes, y es justamente para optimizar eso que se diseñó esta red”, explicó. “Si se produce una interrupción de servicio en la red principal, la microrred de MSU pasará sin problemas al modo isla y proporcionará una restauración automática de la carga. No se producirá un disparo. No se interrumpirá el suministro de energía. Nadie se dará cuenta de que hubo un disturbio”. El sofisticado sistema de control de la microrred rige esas transiciones suaves. Pero sus beneficios no son solo operativos, sino también financieros, comentó.
Conozca las múltiples formas en que MSU genera ahorros por tener una “verdadera microrred” en el campus, gracias al sistema de control con diseño personalizado de SEL.
Inteligencia superior
Connolly espera que los beneficios obtenidos con el proyecto de microrred de MSU sirvan como hoja de ruta para otras universidades. “Son candidatas naturales para microrredes”, expresó. “Ya sea para garantizar la seguridad de los estudiantes o para proteger los costosos laboratorios de investigación, los campus necesitan electricidad las 24 horas del día”.Además, dado que muchas universidades cuentan con plantas de cogeneración en sus instalaciones, agregar una microrred, por lo general, les permite operar de manera más eficiente y ahorrar dinero en el proceso. Lo que es más, las microrredes pueden proporcionar una fuente de ingresos vendiendo energía a la empresa eléctrica regional según lo demanden las condiciones. Pero se necesita un controlador inteligente para crear este tipo de ecosistema energético. Sin él, una microrred sería una combinación inerte de tecnologías energéticas, expresó Bharat Tummala, gerente de Servicios de Ingeniería de la sucursal de SEL en King of Prussia, Pensilvania, quien supervisó el proyecto del controlador en MSU.En lugar de productos estándar diseñados por una sola empresa, la mayoría de las microrredes son desarrolladas por una red de proveedores con diversos equipos que van desde generadores, inversores, interruptores, y cableado, explicó. “Un buen controlador es capaz de interactuar con estas tecnologías y lograr que funcionen correctamente de forma conjunta”, expresó. SEL está bien preparada para lograr esta cohesión, ya que ha construido controladores personalizados para satisfacer las necesidades de sus clientes mucho antes de que el término microrred se volviera una palabra de moda en la industria. “SEL entendió el valor de las microrredes y sus controladores mucho antes del huracán Sandy”, dijo Tummala, y agregó que la empresa ha desarrollado sistemas de control para otras universidades, comunidades, instalaciones militares e industriales. Además, un componente importante de un sistema de control de SEL es el relé de protección digital, la tecnología por la que el Dr. Edmund O. Schweitzer, III, fundador de SEL, es famoso por inventarla en 1982. Años de experiencia y resolución de problemas, combinados con el uso de productos SEL fabricados internamente, “nos permiten proporcionar un producto a la medida que es tan inteligente como potente para alcanzar los objetivos de nuestros clientes”, expresó Tummala. La prueba puede contemplarse dentro del edificio estilo Misión Española en MSU.
Los relés de protección digital de SEL permiten a MSU detectar y responder rápidamente a las anomalías eléctricas.
Si otro desastre natural o un buitre provocara una falla en la red eléctrica regional, el resultado sería muy diferente, aseguró Tummala. “Nuestro relé de desacoplamiento detectará inmediatamente la interrupción y abrirá los interruptores que aíslan el campus”, explicó. “Luego, muy rápidamente, el controlador analizará las condiciones del sistema y emitirá comandos para hacer que el sistema sea estable”. Todo esto ocurriría en milisegundos.“Las luces ni siquiera parpadearán”, explicó. Esto significa que, a diferencia del apagón ocurrido en mayo de 2016, los estudiantes terminarían sus exámenes finales, regresarían a sus residencias y se concluiría otro semestre en MSU.
Bharat Tummala, de SEL, explica cómo se prueban diferentes escenarios y funciones en el control de generación y la desconexión de carga.