“Renewable Energies”: un concepto, infinitas posibilidades: desde las infraestructuras de carga de comunicación “Smart Grid” (redes inteligentes) para vehículos eléctricos hasta el almacenamiento de energía. Cuando se desarrollan aplicaciones para energías renovables no solo se necesita un socio que pueda suministrar un gran volumen de componentes electrónicos, sino que también pueda asesorar y aportar su apoyo en la fase de diseño. Eso es exactamente lo que se han propuesto los expertos del equipo de “Renewable Energies” de EBV.
El intercambio bidireccional de información y datos entre productores de energía y consumidores finales dentro del marco de la transferencia de energía es lo que hace que consideremos que un sistema es verdaderamente “inteligente”. Un gran número de componentes electrónicos hacen posible esta inteligencia: microcontroladores específicos para contadores de electricidad, módems de línea de energía, procesadores de alto rendimiento con interfaces de comunicación, prestaciones de servicios eficientes, circuitos analógicos precisos o semiconductores de alta tensión para la transferencia y transformación de la corriente eléctrica. Por lo tanto, los requisitos a los que se enfrenta el equipo de “Renewable Energies” son muy variados y complejos, como explica Karl Lehnhoff, Director Vertical Segment Renewable Energies de EBV Elektronik. Según Lehnhoff, el grupo objetivo de EBV Renewable Energies son todas las empresas que desarrollan su actividad en la generación de energía, desde la energía fotovoltaica, pasando por la eólica hasta el biogás. Cabe añadir el sector de “transporte de energía” con redes de alta tensión, subestaciones y sistemas de control de procesos, así como automatización de red, medición del estado de la red, transformación de alta tensión en baja tensión y transformadores de red local regulables. Además los expertos en energías renovables también se dedican al ámbito del almacenamiento de energía, incluyendo las estaciones de carga para vehículos eléctricos.
Y tampoco hay que olvidar que un aspecto importante para la automatización en toda la “smart grid” es la comunicación y, sobre todo, su seguridad. “Esto no solo es importante para los “smart meters” o contadores inteligentes, sino también para todos los contadores y concentradores de datos relevantes para la facturación”, destaca Lehnhoff de EBV.
Dedicación e integración en redes
Para EBV las energías renovables son, desde hace años, una de sus prioridades y las ha integrado en su estructura empresarial vertical bajo el nombre de “Renewable Energies”. Los segmentos relacionados con este mercado son Automotive, Consumer, Renewable Energies, Healthcare y HighRel. Entre los segmentos orientados a las tecnologías se encuentran EBV FPGA, RF & Wireless, LightSpeed y Identification.
Para dedicarse a las energías renovables hace falta, por una parte, expertos con dedicación y, por otra, una amplia red que integre todas las “disciplinas afines” para poder proporcionar asistencia a un cliente de forma global y adecuada. La asistencia de EBV comienza, si así se desea, desde el principio de un proyecto: Los expertos del segmento Renewable Energies asesoran a los clientes en la elección de la tecnología correcta y los componentes electrónicos adecuados y proporciona ayuda en problemas sobre cuestiones técnicas que puedan surgir durante el desarrollo o la producción de nuevos aparatos.
De este modo, cinco especialistas con plena dedicación se ocupan expresamente de las energías renovables. Reciben asistencia por su parte de más de 100 ingenieros de aplicaciones y expertos de toda Europa de otros segmentos verticales. Por supuesto, no queremos crear una organización de ventas paralela con los segmentos verticales, sino combinar conocimientos prácticos y recursos. En cada caso decidimos de quién necesitamos ayuda. Los sectores industriales están demasiado interconectados como para poder separarlos claramente”, aclara Lehnhoff. “Por este motivo colaboramos estrechamente, incluso realizando visitas a clientes de forma conjunta. En principio, al cliente le da igual cómo nos organicemos. Lo que le importa es recibir la ayuda adecuada para su aplicación.” Al fin y al cabo, explica Lehnhoff, el cliente no se deja encajonar en un segmento. “Para nosotros está al orden del día ampliar nuestros horizontes.” Existen muchos ejemplos de la colaboración interdisciplinaria de los equipos de EBV: por ejemplo, al diseñar un “smart meter” se plantea la cuestión de la comunicación en el “smart home”, por lo que se requieren también los conocimientos de los expertos de RF & Wireless. En el transformador de red local regulable está integrada la tecnología de medición con la que se puede supervisar el estado de funcionamiento. Se trata en realidad de Condition Monitoring en la automatización industrial, por lo que en este tipo de proyectos existen puntos de enlace tanto con el segmento vertical “Identification”, como con los compañeros del segmento “RF&Wireless” cuando se trata de comunicación o conexión inalámbrica entre los transformadores de red local regulables. También en las estaciones de carga para vehículos eléctricos surge de forma natural la colaboración entre los expertos de Renewable Energies y los especialistas de Automotive de EBV. Aportan sus conocimientos sobre la normativa que se debe cumplir en cuestiones de automoción. “El cliente no viene pidiendo un producto, sino una solución para su sistema. Esta consiste no solo en el hardware, también debemos dominar las teclas del software y conocer las normas y estándares relevantes para esa aplicación concreta.” Y precisamente al decir esto Lehnhoff pone el dedo en la llaga, ya que en algunos sectores de las energías renovables existe el problema de que no hay una normativa coherente. Por ejemplo, en el sector de la energía eólica y fotovoltaica existen normas para cortocircuitos que difieren en los distintos países. Según Lehnhoff, en el ámbito de la medición esto es aún más complejo: “Especialmente en el sector de la seguridad aún no hay nada regulado”. Tendrán que pasar aún de cinco a diez años. También podemos comprobar que el debate sobre la BSI en Alemania también ha invitado a la reflexión sobre el tema de la seguridad en otros países. Es decir, en otros países podría haber nuevas reglas en el futuro. No obstante, probablemente sean menos estrictas que el perfil de protección de la BSI.”
¿Hasta qué punto puede ayudar el distribuidor en relación con tema de la seguridad? Según indica Lehnhoff, para muchos clientes este es un tema nuevo en el que necesitan realmente ayuda. Esta se encuentra disponible en este caso gracias a la colaboración de EBV con proveedores de servicios de software de terceros. Y también, o precisamente en el caso de la seguridad, EBV se beneficia de la integración de la organización en una red, como Lehnhoff describe: “En estos temas entra en juego de nuevo el apoyo entre segmentos tecnológicos, en este caso del segmento Idenfication. Hay que tener en cuenta que el nivel de seguridad no es algo específico de Renewable Energies, son prescripciones técnicas o retos que se debaten también en otras instancias, por ejemplo en relación con Internet y la Industria 4.0.”
Rápido lanzamiento online
Para introducirse en la esfera de las “Renewable Energies” EBV ha lanzado además recientemente su micrositio del mismo nombre: en http://renewableenergies.ebv.com/home/ los visitantes de la página pueden hacer zoom, entre otros apartados, desde el nivel de aplicaciones al área de semiconductores. En esta vista general, un clic en un producto determinado permite acceder directamente a información detallada sobre el mismo, como características técnicas y detalles logísticos. Para obtener más información o expresar su deseo de asesoramiento, el visitante puede enviar una petición de contacto. “Por supuesto, esta página no pretende sustituir al asesoramiento personal, sino ofrecer material de consulta informativo. La atención se centra en los productos que se utilizan en aplicaciones de energías renovables y son novedades en el mercado. También se puede encontrar una vista general de los fabricantes de nuestra Linecard que ofertan componentes específicos de mercado, como una MCU especial para medición o módulos de potencia para la energía fotovoltaica.
Potencial de mercado entre crecimiento y caída de precios
Es innegable que Renewable Energies con todas sus facetas alberga un gran potencial de mercado, si bien el optimismo inicial europeo respecto a la energía fotovoltaica hace tiempo que ha dejado paso al desencanto. “Por una parte existe crecimiento, pero por otra hay una caída de precios”, así resume Lehnhoff la evolución del mercado fotovoltaico. Con la misma sobriedad contemplamos la energía eólica en Europa. Visto de forma global, ya solo quedan tres proveedores de energía eólica europeos entre los diez primeros. Uno de los impulsores de las energías renovables es, en opinión de Lehnhoff, el creciente grado de automatización de la red eléctrica inteligente. “Cuanto mayor sea el porcentaje de las energías renovables en la red eléctrica, más automatización será necesaria. En momentos de pico ya suministramos en Alemania cerca del 50 % de la energía procedente de generación renovable. Ahora el reto es mantener la red estable. Para lograrlo se introducirán nuevas aplicaciones. Según Lehnhoff, el sector de la medición es muy prometedor. La responsable de ello básicamente es la normativa de la Unión Europea que prescribe que en los estados miembro el 80 % de los contadores deben ser “smart meters” o contadores inteligentes hasta el año 2020. Estos contadores inteligentes se desarrollan en Europa y los expertos cuentan con que una gran parte de la producción tenga lugar en Europa.
En cambio, el presunto El Dorado de los vehículos eléctricos permanece al menos por el momento por debajo de sus posibilidades: “Se trata con un segmento impulsado políticamente. Si los sistemas de batería se abaratan, ese mercado podría arrancar relativamente deprisa. De lo contrario, aún nos encontramos muy lejos de las cifras previstas por el Gobierno Federal de un millón de vehículos para el año 2020” opina Lehnhoff. “Nuestros clientes están bien preparados y se han ocupado del tema con tiempo, pero por lo visto aún no existe un mercado.”
Para finalizar, Lehnhoff hace referencia a una interesante aplicación de reciclaje relacionada con la movilidad eléctrica: las baterías usadas de vehículos eléctricos podrían convertirse en buenos acumuladores de energía estacionarios para el hogar. “Cuando se desechan las baterías, de los 20 KW/h originales aún quedan 15 o 10. Suficiente para utilizarlas, por ejemplo, como batería tampón estacionaria para casa. „Desde luego sería algo útil también desde el punto de vista de la protección medioambiental, que para EBV se escribe en mayúsculas.
Con EBVChips hacia la nueva era energética
Con los EBVChips, EBV ha abandonado el clásico terreno de distribuidor y ha desarrollado junto con otros fabricantes y clientes IC y módulos para distintos campos de aplicación. Con Hermes y Hunter EBV tiene dos EBVChips en su gama que se utilizan en aplicaciones para energías renovables. El convertidor de datos Hunter desarrollado con Avago ofrece una solución interesante para la medición de corriente con aislamiento galvánico. La interfaz LVDS integrada garantiza una muy buena integridad de la señal en sistemas basados en FPGA como servoaccionamientos o convertidores de potencia.
“Este componente es adecuado para la técnica de accionamiento industrial, pero también en inversores FV y sistemas de control de pitch y rotación de palas para rotores de aerogeneradores”, explica Karl Lehnhoff, TITEL de EBV. Hunter contiene una fase de entrada analógica con entradas diferenciales para ±200mV, un modulador Sigma/Delta de segundo orden, un tramo de aislamiento óptico y la interfaz LVDS. Con ello el módulo dispone de todas las funciones necesarias para realizar mediciones con un rango dinámico de 78 dB. El filtro adecuado puede encontrarse en el FPGA correspondiente o en un procesador. Alojado en la carcasa SO-16 con interfaz directa para shunts, Hunter ofrece una alta precisión CC y CA y un amplio rango de temperatura. Con Falcon Eye Hunter, EBVChips ofrece además un diseño de referencia con el que se puede evaluar el chip de Hunter.
Para una comunicación por M-bus con ahorro energético, EBV ha diseñado su EBVChip Hermes. Se creó en colaboración con On Semiconductor y es prácticamente una actualización del IC de probada eficacia, que ya lleva 20 años en el mercado. El transceptor esclavo de M-bus alojado en la carcasa QFN-20 de reducidas dimensiones cumple las normas europeas EN 13757-2 y EN 1434-3 y soporta velocidades de comunicación de hasta 38.400 baudios. Dependiendo de la aplicación puede gestionar hasta seis cargas de M-Bus (repetidores, pasarelas de contador). Hermes requiere muy poca corriente de reposo y funciona también con bajas tensiones de bus. Además cuenta con características de potencia optimizadas para modos de funcionamiento de ahorro eléctrico, por lo que resulta idóneo para conectar a módulos inalámbricos. El sistema de esclavo de M-Bus cuenta también con una función a prueba de fallos y puede recibir suministro del bus o de una fuente de electricidad externa. “Hermes se fabrica desde abril de 2013 y está funcionando muy bien” explica Lehnhoff. EBV desea continuar por este camino y desarrollar más EBVChips para la nueva era energética.
