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2019-06-20 07:52

¿Por qué la industria energética está cambiando a la "óptica"

El 19 de junio, Rusnano anunció el inicio de la venta del 99,9% de las acciones de la empresa de cartera "Profotek". La compañía produce medidores digitales de corriente y voltaje diseñados para instalaciones de energía. Se convertirán en uno de los elementos clave de la energía digital, sustituyendo a los dispositivos electromagnéticos analógicos y aumentando la precisión de las mediciones. "Izvestia" ha estudiado cómo nació una nueva tecnología, cómo es mejor que los transformadores convencionales y por qué la energía en todo el mundo está cambiando a la "óptica".

De la idea al producto en serie.

Las empresas líderes mundiales - ABB, Siemens, General Electric y Arteche - trabajan en soluciones de medición digital de electricidad. Esta última ha gastado más de 100 millones de dólares en su desarrollo para llevar el producto al mercado. Siemens todavía está en camino hacia un diseño industrial.

La tecnología utilizada en los transformadores digitales Profoteka fue creada por científicos rusos, empleados del Instituto de Ingeniería de Radio y Electrónica de Fryazinsk. El resultado de su trabajo es una fibra óptica especial y un detector, que permite medir el ángulo de rotación y determinar la fuerza de la corriente. Con el apoyo de Rusnano en 2010, estos estudios científicos fueron llevados al producto final.

Ahora Profotek es dueña de toda la cadena de producción: desde la creación de la fibra óptica y los algoritmos únicos de procesamiento de datos hasta la producción de dispositivos en serie. La experiencia de la compañía en el campo de la fotónica, el desarrollo de la electrónica y la programación ha hecho posible la producción de instrumentos de medición especiales. No son inferiores a los productos de los competidores extranjeros e incluso los superan en algunos parámetros.

"Al principio del viaje, la tecnología sólo estaba en la mente de los científicos", explica Oleg Rudakov, Director General de Profoteka. - Todas nuestras primeras muestras fueron producidas con su participación. Por supuesto, es agradable ver a un profesor o candidato de ciencias técnicas torciendo tuercas en dispositivos u objetos. Estaban felices de venir a nosotros para la operación de prueba, los trabajos de instalación, cuando estábamos haciendo los primeros pilotos. Nos propusimos la tarea de describir la tecnología, traer su diseño y documentación de proceso, formar y desarrollar las instrucciones de operación. Este trabajo era muy importante, sabíamos que abriría un mercado para los suministros industriales. Después de 2015 las ventas comerciales comenzaron en las grandes instalaciones de la red, "Profotec" pasó a una nueva etapa".

Según la ley de Faraday.

"Profotech utiliza una tecnología única basada en fibra óptica sensible al magnetismo en sus transformadores.

Los transformadores convencionales son cada vez menos adecuados para las necesidades de la energía moderna en la era digital y se están volviendo obsoletos. Tienen muchos defectos de diseño. Por ejemplo, el núcleo de acero y el bobinado de cobre de los dispositivos convencionales pierden sus propiedades con el tiempo cuando se calientan constantemente, lo que perjudica la precisión de las mediciones. Además, los dispositivos analógicos pueden incendiarse o explotar por sobretensión, y los fallos en su funcionamiento no siempre se notan de inmediato.

"Los transformadores de corriente convencionales están sujetos a efectos que hacen que tengan altos errores de medición. Es decir, dan a la protección de los relés, la automatización la señal equivocada, a la que reacciona incorrectamente. Ha habido precedentes en la industria en los que la protección de los automatismos en grandes centrales eléctricas y subestaciones de red de ultra alta tensión ha funcionado mal debido a los dispositivos de medición. Esto condujo a grandes cortes de energía y a restricciones en el suministro de energía a los usuarios finales", dice Alexander Golovin, Director Técnico de Tekvel.

Los transformadores digitales de Profoteka eliminan estas deficiencias. Son seguros en términos de fuego, duran más y aseguran un funcionamiento ininterrumpido. ¿Cómo? Es el diseño.

La tecnología utiliza el efecto Faraday. Dentro del dispositivo hay un conductor alrededor del cual se envuelve una guía de luz (fibra óptica). Si no hay corriente en el conductor, las ondas de luz se propagan a la misma velocidad; si la hay, el plano de distribución de la luz gira. El ángulo de rotación permite una medición precisa de la corriente. Para ello hay un detector especial en el transformador.

El dispositivo casi no envejece, la fibra óptica conserva sus propiedades durante décadas. Sólo puede ser dañada por el agua o por impactos mecánicos, pero con una protección fiable esto no es posible. Una ventaja importante es que el transformador digital monitoriza su estado y transmite información de fallos.

"El sistema integrado de autodiagnóstico es capaz de señalar cualquier rareza o degradación del equipo que pueda causar problemas en el futuro. Esta es una diferencia significativa con respecto a los dispositivos tradicionales. Por ejemplo, un dispositivo digital puede notar un deterioro en la precisión de la medición", continúa Golovin.

La precisión es la principal ventaja de los transformadores de Profoteka. Esto permite a los grandes consumidores registrar la electricidad con mayor claridad, sin tener que pagar extra por las pérdidas técnicas, y a la industria eléctrica, asegurar un trabajo coherente e ininterrumpido en el suministro de electricidad. Después de todo, los fallos de los contadores convencionales pueden afectar a las instalaciones energéticas que, entre otras cosas, suministran importantes elementos de la infraestructura industrial y social.

Los desafíos de la digitalización

La aparición de los transformadores ópticos domésticos fue una respuesta a las necesidades actuales de las empresas y compañías energéticas rusas. El proyecto de digitalización del estado "Rossetey", discutido activamente, se estima en 1,3 billones de rublos para 2030, además del programa de inversiones básicas. Su elemento clave es la creación de subestaciones digitales, que utilizan medidores ópticos de corriente y voltaje. La aplicación de estos planes sin soluciones competitivas nacionales parece difícil en condiciones de restricciones tarifarias. Por lo tanto, la política de adquisiciones de la Compañía Federal de Electricidad (FGC UES) tiene como objetivo la sustitución de importaciones de equipos de alta tecnología. La Compañía ya ha implementado la solución "Profoteka" en la primera subestación digital de alta tensión "Tobol" (500 kV).

Según el representante del monopolio de la red, el 85% de las compras de equipos se hacen en Rusia. Se prevé que para el 2030 esta cifra alcanzará el 95%. "La parte de los medidores de corriente y voltaje rusos alcanza el 70% en las compras de FGC. Los productos rusos se utilizan principalmente en proyectos de nueva construcción y reconstrucción. En general, las soluciones digitales no están aisladas, su aplicación se lleva a cabo gradualmente durante la construcción de nuevas instalaciones y el reequipamiento con la sustitución prevista de los equipos", - señaló el servicio de prensa de FGC UES.

Ahora los transformadores digitales de Profoteka son utilizados por las principales empresas energéticas rusas. Las soluciones de la compañía están instaladas en muchas instalaciones de energía, entre ellas: "Gazprom Energoholding - sistemas de medición en la Central Hidroeléctrica de Volkhovskaya, CHPP-11, Transneft - suministro de energía al oleoducto, UEC - protección de las líneas de cable y aire, RusHydro - proyecto de subestación digital. Además, los productos Profoteka se utilizan con éxito para el suministro de energía de calidad de las industrias de uso intensivo de energía como Rusal, NorNickel, VSMPO AVISMA, Planta de Electrólisis de Kazajstán (Grupo ERG).

En el mercado internacional, los socios de Profoteka son Condis (antes Maxwell), una empresa suiza, y EFACEC, una empresa portuguesa. Las soluciones tecnológicas de Profotec se aplican con éxito en subestaciones de Suiza (Grupo E, SwissGrid), Italia (Terna), Francia (EDF) y el Canadá (IREQ, HydroQuebec). La participación de los proyectos internacionales en la estructura de ingresos de la empresa es superior al 15% y está en constante aumento. En el futuro la compañía también tiene la intención de entrar en los mercados chino, indio y americano. Después de todo, tras el éxito de los pilotos extranjeros, la demanda puede crecer como una avalancha. Incluso ahora Profotek entiende que su capacidad de producción de 1 mil metros cuadrados pronto tendrá que ser ampliada.

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