Resumen del Proyecto
Una instalación de manufactura de empaques flexibles en Ecuador enfrentaba dos grandes retos operativos: altos costos de energía asociados a picos de demanda durante los horarios pico de la red, y paros de producción causados por racionamientos de energía e inestabilidad en la red.
La planta contaba con un sistema solar fotovoltaico instalado, pero éste no podía operar durante las caídas de la red, limitando el aprovechamiento de la energía renovable precisamente cuando más se necesitaba.
Orange Power Systems diseñó un sistema de control de energia híbrido para sincronizar la red, la generación diésel y la fotovoltaica, creando una arquitectura unificada de micro-red.
Resumen del Sistema
| Característica | Detalle |
|---|---|
| Location | Guayaquil, Ecuador |
| Industry | Flexible packaging manufacturing |
| Application | Peak shaving & Hybrid power |
| Main bus | 3,200 A |
| Voltage | 480 VAC |
| Generation assets | 3 × 600 kW Diesel, 800 kWp Solar PV |
| Utility connection | 1 × 1,500 kVA |
El Reto
Los procesos de manufactura industrial de empaques consumen altas cantidades de energía, especialmente durante el calentamiento de los procesos de extrusión.
La estructura tarifaria penalizaba fuertemente el consumo durante los horarios pico, pero reducir la producción no era una opción. Además, la planta perdía la capacidad de usar su sistema fotovoltaico (FV) de 800 kWp siempre que se interrumpía la red eléctrica debido a las restricciones de los inversores interconectados a red.
Los requerimientos incluían:
- Reducir el consumo de la red durante las horas pico sin afectar la producción (Peak Shaving)
- Habilitar la generación solar fotovoltaica durante los cortes de energía formando una micro-red
- Gestionar dinámicamente el despacho de generadores para evitar carga baja en los motores diésel
- Mantener protecciones estrictas para la exportación a la red (cero exportación)
La Solución
Orange Power Systems diseñó un controlador híbrido centralizado integrado al tablero principal de la planta.
El sistema incluyó:
- Control de despacho de múltiples grupos electrógenos (3 × 600 kW)
- Sincronización a red para transiciones cerradas y peak shaving continuo
- Controlador híbrido para gestionar el setpoint de los inversores solares
- Sistemas de medición de energía en la acometida de red, generación y solar
- Protección eléctrica a través de reveladores multifunción
Cómo Opera el Sistema
Modo de Peak Shaving (En Red): Durante los horarios pico (ej. 6:00 PM a 10:00 PM), el sistema arranca y sincroniza automáticamente los generadores necesarios con la red eléctrica. Los generadores asumen una porción calculada de la carga de la planta, asegurando que el medidor de la compañía eléctrica nunca supere un límite de kW preestablecido. La energía solar sigue aportando a la carga total siempre que esté disponible.
Modo Micro-red (Aislado): Cuando falla la red, los generadores arrancan y asumen la carga total de la planta. Una vez que la planta se ha estabilizado con los generadores diésel, el controlador envía una señal de "Grid Forming" a los inversores solares. La energía fotovoltaica se vuelve a conectar, reduciendo el combustible necesario. Si la carga disminuye o la radiación solar aumenta a un punto donde los generadores operarían con carga muy baja, el controlador reduce automáticamente el setpoint de los inversores solares para proteger los motores diésel.
Alcance del Trabajo
- Arquitectura del sistema de control híbrido
- Fabricación de tableros de control y automatización
- Integración de comunicación de inversores solares (Modbus TCP)
- Lógica PLC para secuencias de despacho de energía
- Configuración de SCADA e HMI
- Pruebas de aceptación en fábrica (FAT) y sitio (SAT)
Resultados
- Reducción de costos de energía — Las penalizaciones por horas pico se eliminaron al limitar el consumo de la red de manera automatizada.
- Resiliencia solar — El sistema FV de 800 kWp ahora opera durante los apagones, reduciendo significativamente el consumo de combustible diésel.
- Operación sin interrupciones — Las transiciones cerradas con la red permiten la sincronización sin afectar la operación de la planta.
- Protección de activos — La gestión dinámica de carga protege a los generadores diésel contra operación prolongada a baja carga.
