Las urgentes necesidades energéticas del hospital local

Antecedentes y requisitos del proyecto

En 2024, un hospital especializado de última generación situado en Kitwe (Zambia) comenzó a funcionar con el objetivo de prestar servicios sanitarios críticos a la comunidad local. Sin embargo, la falta de la red nacional y la inestabilidad del generador diésel, supusieron un reto importante para el hospital. La inestabilidad del suministro eléctrico afecta con frecuencia a la atención de urgencias, las intervenciones quirúrgicas y otros procedimientos médicos críticos, y los cortes de electricidad también pueden poner en peligro la vida de pacientes en estado crítico. Para garantizar un suministro eléctrico estable y fiable a todos los equipos médicos, el director del proyecto buscó un proveedor fotovoltaico chino de confianza. El objetivo era diseñar e instalar un sistema de energía solar a medida capaz de soportar la carga total del hospital.

Antes de instalar el sistema fotovoltaico, el hospital utilizaba un generador diésel trifásico de 250 kW para suministrar energía ininterrumpida a sus cargas. El gasto diario en gasóleo es de unos 300 USD (sobre la base de 12 horas de trabajo a 100 kW y 1 USD/L de gasóleo), y el coste anual es de casi $109.500.
Aunque todos los días pagan altos costes por la generación de energía diésel, como no hay baterías de almacenamiento de energía para almacenar electricidad, cuando los generadores dejan de funcionar, también cesa el suministro eléctrico del hospital. Mientras tanto, esto también socavó la reputación del hospital en la comunidad local y obstaculizó el desarrollo de los estándares de atención sanitaria pública de la ciudad, así como la capacidad de salvaguardar la salud de los residentes.

Solución energética UE

De acuerdo con la demanda del cliente, el equipo técnico de UE personalizó una solución de microrred para estabilizar el suministro eléctrico y reducir las horas de trabajo y el coste del generador diésel. La solución incluye 240 kW FV, Inversor PCS de 500 kW, y 1576 kWh ESS. En última instancia, ayudamos con éxito al cliente a resolver su escasez de electricidad y le ahorramos $109.500 en costes de gasóleo al año. Al mismo tiempo, también configuramos un Contenedor de 40 piesEl diseño modular y el alto grado de integración mejoran la seguridad de todo el sistema.

Servicio técnico preventa

Tras comprender las necesidades del cliente, nuestros ingenieros mantuvieron conversaciones en profundidad con él. Con Google Maps y las mediciones del cliente, calculamos el número máximo de paneles fotovoltaicos que podían instalarse.

Basándose en el consumo eléctrico del hospital durante el día y la noche, confirme la capacidad del sistema de almacenamiento de energía y seleccione el inversor híbrido del tamaño adecuado y otros equipos correspondientes.

Gracias a los detallados diagramas de conexión eléctrica y a los diseños fotovoltaicos para tejado, los clientes pueden visualizar directamente las conexiones y la estructura del proyecto tras la instalación. Estos diseños no sólo garantizan la seguridad y fiabilidad de la solución solar, sino también un funcionamiento eficaz del sistema. Este enfoque visual les proporcionó una clara comprensión del proyecto.

Productos principales

¿Cómo funciona?

Escenario 1: Dominio de la energía solar (7:00 - 17:00)

Durante las horas de sol, los paneles fotovoltaicos capturan la energía solar de forma eficiente mediante sus respectivos controladores MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia). La energía de CC generada es agregada por las cajas de CC 1, 2 y 3 y, a continuación, transmitida al módulo CC/CC de 250 kW situado en el interior del contenedor de 12 metros. Este módulo CC/CC convierte con precisión la tensión de CC "inestable" de los paneles fotovoltaicos en una salida de CC "estable".

En esta fase, el sistema EMS (alojado en el armario de comunicaciones) supervisa continuamente tres parámetros clave: la generación de energía solar, la demanda de carga del hospital y el estado de carga (SOC) de la batería. Cuando el EMS detecta que la generación solar satisface plenamente (y supera) la carga en tiempo real del hospital, se producen dos procesos:

• Fuente de alimentación prioritaria: La mayor parte de la corriente continua estabilizada se envía al sistema de conversión de 500 kW, que invierte la corriente continua en corriente alterna trifásica. A continuación, esta corriente alterna se encamina a través del sistema de transferencia automática (ATS) de 500 kW del contenedor para alimentar las cargas del hospital.
• Almacenamiento del exceso de energía: El sistema EMS identifica la "potencia extra" (cuando la generación fotovoltaica > la carga del hospital) y ordena al PCS que canalice esta energía CC extra hacia las baterías de almacenamiento de energía de 1576 kWh, cargándolas para su uso posterior.

Escenario 2: Descarga de la batería para suministro nocturno (17:00 - 7:00 del día siguiente)

Tras la puesta de sol (o durante periodos de poca luz solar), los paneles fotovoltaicos dejan de generar energía. Al detectar una entrada fotovoltaica nula y una demanda de carga hospitalaria en curso (por ejemplo, equipos de cuidados intensivos, refrigeración, iluminación de emergencia), el SGA inicia el modo de descarga de la batería.

El flujo de energía se despliega como:

Las baterías de almacenamiento de energía se descargan en el PCS de 500 kW. El PCS convierte esta corriente continua en corriente alterna trifásica (adaptada a los requisitos de tensión y frecuencia del hospital).

La corriente alterna viaja a través del ATS, suministrando energía continua al hospital.

A lo largo de este proceso, el EMS supervisa de cerca el SOC de la batería para garantizar una descarga segura (evitando la sobredescarga) al tiempo que se adapta dinámicamente a la carga nocturna fluctuante del hospital.

Escenario 3: Generador diésel de reserva (cuando la fotovoltaica y el almacenamiento no suministran)

En situaciones extremas -como tiempo nublado prolongado (la fotovoltaica genera poca o ninguna energía) o agotamiento del SOC de las baterías (el almacenamiento ya no puede descargarse)- el EMS detecta que ni la fotovoltaica ni las baterías pueden satisfacer la demanda de carga del hospital.

Una vez detectada la "falta de potencia", el EMS pone en marcha el generador diésel. Una vez que el generador está en línea:

Produce corriente alterna trifásica, que se encamina a través de un armario ATS para, garantizar un suministro ininterrumpido al hospital (especialmente a las cargas médicas críticas).

Mientras tanto, el EMS supervisa el estado operativo del generador (por ejemplo, velocidad, voltaje, frecuencia) para garantizar la calidad de la energía y permanece listo para volver a cambiar a energía fotovoltaica/batería una vez que recupere la capacidad de suministro.

Expansión futura: Interconexión a la red

El sistema está diseñado con una interfaz reservada para la red de 400 V (en el futuro). Cuando se construya la red local de 400 V, el sistema permitirá un funcionamiento interactivo con la red, desbloqueando dos capacidades clave:

Exportación de energía: Cuando las FV/ESS generan un exceso de potencia (y la red lo permite), la energía sobrante puede inyectarse en la red para su comercialización, creando valor económico.

Importación de energía: Si la generación fotovoltaica, de almacenamiento o diésel no cubre la carga del hospital, el sistema puede tomar energía de la red, garantizando la fiabilidad del 100%.

Esta integración en la red transforma el sistema en una "red coordinada multienergética" (que combina energía fotovoltaica, almacenamiento, diésel y energía de la red), maximizando la eficiencia energética y la estabilidad del suministro para el hospital.

Ventajas del sistema de almacenamiento de energía en batería en contenedor de 40 pies

Este sistema de almacenamiento de energía en batería en contenedor integra múltiples dispositivos, como el sistema de aire acondicionado, el sistema de protección contra incendios, el sistema de iluminación, el sistema de monitorización, el rack de baterías, el sistema de monitorización de baterías del armario EMS, el armario de control de CC y el sistema PCS. El cuerpo del contenedor también incluye una puerta de escape, un sistema de entrada y salida de aire, etc.

• El sistema de aire acondicionado garantiza la temperatura de funcionamiento de la batería;
• El sistema de protección contra incendios garantiza la seguridad del contenedor;
• El sistema de vigilancia puede detectar el estado del contenedor en tiempo real;
• El sistema EMS puede monitorizar la tensión, la temperatura y otros datos de la batería en tiempo real, así como controlar su carga y descarga.
• El sistema PCS puede hacer que la batería y la red estén perfectamente conectadas.

También es portátil, flexible, ampliable y desmontable. Se ajusta a las dimensiones de la norma ISO, lo que facilita su transporte por mar y tierra.

La ventaja de los contenedores es que pueden ser "plug and play". Preensamblamos todos los componentes básicos (baterías, PCS, BMS, sistemas de protección contra incendios, etc.) en la fábrica. Tras recibirlos, los clientes sólo tienen que conectarlos a paneles solares, cargas o generadores para ponerlos en funcionamiento, lo que acorta enormemente el periodo de construcción.

Resultados y beneficios del proyecto

Desde la instalación del sistema UE, el hospital ha experimentado notables mejoras. Ahora disfruta de un suministro eléctrico estable, el sistema fotovoltaico genera 800-1200kWh de electricidad al día. El ESS de 1576 kWh desempeña un papel vital en el mantenimiento de la disponibilidad del suministro eléctrico 99%. Un Interruptor de Transferencia Automática (ATS) controla automáticamente el generador diésel, garantizando transiciones de energía sin interrupciones.

El sistema de gestión de la energía (EMS) permite el funcionamiento inteligente de todos los equipos eléctricos del sistema. El personal del hospital puede gestionar el consumo de energía de la forma más cómoda, optimizando los costes y garantizando el funcionamiento continuo de los dispositivos médicos críticos.

Funcionamiento y servicio posventa

Antes de su envío, todo el sistema de almacenamiento de energía se somete a estrictas pruebas de aceptación en fábrica -que abarcan el rendimiento, la seguridad y la compatibilidad del sistema- para garantizar que esté listo para "enchufar y usar" a su llegada al emplazamiento. Para agilizar el despliegue in situ, UE proporciona un completo conjunto de recursos: manuales de instalación detallados, vídeos de instrucciones paso a paso, fichas técnicas y guías de funcionamiento fáciles de usar para cada producto.

UE se dedica al éxito a largo plazo de sus clientes mediante funciones avanzadas de supervisión remota. Nuestro equipo técnico puede realizar un seguimiento del rendimiento del sistema en tiempo real (incluida la generación de energía solar, el estado de la batería y la distribución de la carga) a través de una plataforma digital centralizada. En caso de problemas, ofrecemos asistencia remota para tareas como el equilibrado de las celdas de la batería, la resolución de problemas y la optimización del rendimiento, minimizando el tiempo de inactividad y garantizando un funcionamiento continuo.

En este proyecto, hemos ayudado a los clientes a resolver algunos problemas posventa habituales:

- Guiar a distancia al instalador durante la puesta en servicio de la batería para lograr la calibración de la batería de litio.

- Cuando se detectó una tensión de cadena anormal en el campo fotovoltaico, el equipo de UE ayudó rápidamente al cliente a ajustar el método de conexión de la cadena para restablecer un rendimiento óptimo.

- Cuando los clientes necesitaron cambiar a energía diésel (después de una descarga completa de la batería) y no estaban familiarizados con el funcionamiento de ATS, les proporcionamos asistencia oportuna para garantizar una transición de energía sin problemas.

Conclusión

El proyecto ESS de 240 kWp + 1,5 MWh de UE es un éxito histórico en la sustitución de la energía diésel por energía solar limpia y fiable para infraestructuras sanitarias críticas. Al resolver la necesidad urgente de energía ininterrumpida del hospital -antes obstaculizada por los frecuentes cortes y los desorbitados costes del diésel-, nuestra solución personalizada PV+ESS no sólo ha garantizado la disponibilidad de energía 99% para los equipos médicos que salvan vidas, sino que también ha aportado beneficios económicos y medioambientales tangibles.

En comparación con la configuración dependiente del gasóleo, el sistema reduce ahora los gastos anuales en gasóleo en más de $109.500, con una inversión de alrededor de 1.000 millones de euros. 4 año de amortizacióncreando valor a largo plazo para el hospital. Su diseño modular, su EMS inteligente y su facilidad de transporte lo hacen adaptable a diversos escenarios sin conexión a la red o con una red débil, desde hospitales y clínicas hasta instalaciones industriales y comunidades rurales.

Este proyecto ejemplifica el compromiso de UE de proporcionar soluciones energéticas sostenibles centradas en el cliente que resuelvan los retos del mundo real. Para los clientes de todo el mundo que se enfrentan a redes inestables, altos costes de combustibles fósiles u objetivos de reducción de emisiones de carbono, los sistemas FV+ESS de UE ofrecen una alternativa probada a la energía diésel, permitiendo a las empresas y comunidades prosperar con energía limpia y fiable.

Esperamos asociarnos con más organizaciones de todo el mundo para acelerar la transición del diésel a la energía solar, contribuyendo a un futuro energético más ecológico y resistente, al tiempo que apoyamos a sectores críticos como la sanidad, la educación y la industria manufacturera.