Subestaciones de la serie YB de Saudi Solar Developers: Colector fotovoltaico de 11 kV en Riad (cantidad mínima de pedido: 5 unidades)

El sector de la energía solar en Arabia Saudita ha entrado en una fase de expansión agresiva de su capacidad. Con el objetivo del Reino de alcanzar el 50 % de energía renovable para 2030 y el Programa Nacional de Energía Renovable (NREP) impulsando una cartera de subastas competitivas que superará los 30 GW para ese mismo año, las decisiones de ingeniería y adquisición que se tomen hoy determinarán la fiabilidad del rendimiento de las centrales solares sauditas durante los próximos 25 años. En la interfaz crítica entre el conjunto fotovoltaico y la red eléctrica —donde la energía se recoge de miles de inversores y se eleva a la tensión de transmisión— la subestación compacta no es un elemento secundario, sino una infraestructura fundamental. La subestación compacta de la serie YB de Ningbo Tianan, con su capacidad de 11 kV y compatibilidad con la red saudita, está diseñada específicamente para esta función.

Infraestructura de captación de energía solar fotovoltaica en Arabia Saudita: El contexto

Una planta solar a gran escala en Arabia Saudita —por ejemplo, una instalación de 300 MWp en la región de Riad— genera energía mediante cientos de cadenas de módulos fotovoltaicos. Cada cadena termina en un inversor que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) a 0,69 kV (690 V). Estos inversores se agrupan en clústeres, y la salida de CA de cada clúster se recoge en un punto de recogida de media tensión (MT), generalmente a 11 kV o 33 kV, según la escala del proyecto y los requisitos del operador de la red. Desde ese punto de recogida de MT, un cable de alimentación se extiende hasta la subestación de la Compañía Eléctrica Saudita (SEC) o directamente al punto de interconexión con la red.

La subestación de paquete, también llamada Subestación prefabricadaUna subestación compacta, o subestación de media/alta tensión (MT/AT), es el equipo instalado en el punto de captación de media tensión. Alberga el transformador elevador, el cuadro de distribución de media tensión, el suministro auxiliar de baja tensión, los equipos de protección y control, y a veces los sistemas de monitorización y comunicación. En el contexto saudí, donde las grandes centrales solares suelen ubicarse en zonas desérticas remotas del interior con temperaturas extremas, la subestación compacta debe cumplir con exigentes estándares ambientales, eléctricos y operativos.

Subestación compacta de la serie YB: Descripción general del diseño

La serie YB de Tianan representa la gama comercial estándar del fabricante de subestaciones prefabricadas, diseñadas para su instalación en exteriores en entornos industriales y de servicios públicos. Distribución de energía aplicaciones. La serie YB utiliza una estructura de carcasa de tres compartimentos:

• Compartimento de alto volumen: Alberga el cuadro de distribución de alta tensión (unidad de distribución anular o RMU) que opera a 11 kV. La RMU normalmente incluye un interruptor de carga y una combinación de fusible/interruptor automático para la protección del transformador.
• Compartimento del transformador: Alberga el transformador de distribución de resina fundida o sumergido en aceite, que eleva la tensión de 0,69 kV a 11 kV (o de 0,4 kV a 11 kV, según la configuración). El transformador es el componente individual de mayor tamaño y está aislado de la estructura de la carcasa para evitar vibraciones.
• Compartimento del ventrículo izquierdo: Alberga los interruptores de baja tensión, los relés de protección, los equipos de comunicación SCADA, la fuente de alimentación auxiliar, la iluminación y los controles de ventilación.

Especificaciones estándar de la serie YB

Requisitos de interconexión de la red eléctrica saudí y cumplimiento de la normativa SASO

La Compañía Eléctrica Saudí (SEC) y la Organización Saudí de Normas, Metrología y Calidad (SASO) imponen requisitos técnicos específicos a todos los equipos conectados a la red eléctrica saudí. Para las subestaciones compactas de parques solares, los principales requisitos de cumplimiento incluyen:

• Sello de calidad SASO: Los equipos deben llevar la marca de calidad SASO o estar certificados por un organismo de evaluación de la conformidad acreditado. El equipo de exportación de Tianan gestiona el proceso de certificación SASO para los compradores saudíes, incluidos los informes de pruebas de laboratorios aprobados por SASO.
• Cumplimiento con la norma IEC 62271: Los equipos de conmutación de alta tensión deben cumplir con la norma IEC 62271 (normas para equipos de conmutación y control de alta tensión), específicamente en lo que respecta a las partes relevantes para los equipos de conmutación, los interruptores automáticos y los equipos de control.
• Requisitos de interconexión del código de red: Los sistemas de protección y control de la subestación deben ser configurables según los requisitos del código de red saudí, que incluyen características específicas de tolerancia a fallos (FRT, por sus siglas en inglés), protección anti-isla y puntos de ajuste de control de potencia activa/reactiva comunicados a través de SCADA.
• Condiciones ambientales: Las normativas SASO y SEC exigen que los equipos funcionen sin degradación a temperaturas ambiente de hasta 55 °C, con una radiación solar de hasta 1000 W/m² en las superficies de la carcasa. La opción de alta temperatura de Tianan para la serie YB está específicamente validada para estas condiciones.

Diseño de transformadores para aplicaciones solares en el desierto saudí.

El transformador de distribución es el componente central de la subestación compacta, y su rendimiento es fundamental para la fiabilidad de todo el sistema de captación fotovoltaica. Para aplicaciones solares en Arabia Saudita, Tianan ofrece dos tecnologías de transformadores:

Transformador de resina fundida (tipo seco)

Los transformadores de resina fundida utilizan encapsulación de resina epoxi en los devanados, eliminando la necesidad de aceite aislante. Ventajas clave para las instalaciones solares en Arabia Saudita:

• Seguridad contra incendios: La ausencia de aceite aislante combustible significa que no hay riesgo de incendio, una consideración fundamental en un entorno desértico con altas temperaturas ambientales y polvo.
• Sin mantenimiento: Sin necesidad de monitorizar el nivel de aceite, sin tomar muestras de aceite, sin riesgo de fugas. Ideal para instalaciones solares remotas donde las visitas de mantenimiento son poco frecuentes.
• Aislamiento de clase H: Los transformadores de tipo seco de Tianan utilizan aislamiento de clase H (temperatura máxima del bobinado de 180 °C), lo que permite su funcionamiento a temperaturas ambiente elevadas con una reducción de potencia térmica aceptable.
• Instalación en exteriores: Los transformadores de resina fundida están diseñados para su instalación en exteriores sin necesidad de una carcasa separada, y su encapsulado proporciona protección contra la humedad y la contaminación.

Transformador sumergido en aceite

Para aplicaciones donde la eficiencia y el rendimiento térmico del transformador son prioritarios sobre la seguridad contra incendios, Tianan suministra transformadores sumergidos en aceite con aceite mineral o fluido de éster biodegradable. Los transformadores sumergidos en aceite ofrecen pérdidas en vacío entre un 5 % y un 8 % menores y pérdidas con carga entre un 10 % y un 15 % menores en comparación con diseños equivalentes de resina fundida, lo que se traduce en ahorros en los costos operativos durante los 25 años de vida útil del transformador.

Para las instalaciones solares costeras de Arabia Saudí, donde las normas de seguridad contra incendios permiten el uso de transformadores sumergidos en aceite (y donde la mayor eficiencia resulta económicamente atractiva), Tianan ofrece transformadores sumergidos en aceite con un diseño de tanque corrugado para una mejor disipación del calor y depósitos de contención de derrames de aceite de alta retención como equipamiento estándar.

Dimensionamiento de subestaciones compactas para sistemas de colectores solares fotovoltaicos

Dimensionar correctamente la subestación es una de las decisiones más importantes en el diseño de un parque solar. La subestación debe dimensionarse para gestionar la producción total de corriente alterna de los inversores fotovoltaicos que recibe, con suficiente margen para futuras ampliaciones de capacidad y sin un sobredimensionamiento excesivo que incremente el coste de capital.

Para un proyecto solar en la región de Riad, Arabia Saudita, con una capacidad aproximada de 300 MWp, la configuración típica incluye entre 10 y 12 subestaciones compactas de la serie YB, con una potencia nominal de 2500 kVA, distribuidas por el campo fotovoltaico en puntos de captación separados por aproximadamente 1,5 a 2 km. La salida de 11 kV de cada subestación se conecta a una red principal anular o radial de 11 kV que converge en la subestación del proyecto, donde la tensión se eleva a 132 kV para la interconexión con la red eléctrica.

¿Por qué un pedido mínimo de 5 unidades? La economía de las adquisiciones a escala de proyecto.

El pedido mínimo de 5 unidades para la subestación compacta de la serie YB de Tianan refleja la rentabilidad de la fabricación de equipos eléctricos a escala de proyecto. Las subestaciones compactas de este tamaño y complejidad se configuran según las especificaciones del comprador al momento del pedido: la potencia del transformador, la clase de tensión de alta tensión, los ajustes de los relés de protección, el protocolo de comunicación SCADA y el acabado de la carcasa se definen para cada proyecto. Este proceso de configuración a medida requiere una producción mínima para justificar el costo de ingeniería y la configuración de las herramientas.

Para los desarrolladores de energía solar saudíes, un proyecto de 300 MWp con 10 subestaciones implica realizar el pedido en una única tanda de producción, lo que mejora el precio unitario y garantiza una calidad uniforme en todas las subestaciones del proyecto. El pedido mínimo de 5 unidades limita el acceso a este equipo para los desarrolladores de proyectos más pequeños (parques solares de menos de 50 MWp), pero posiciona el producto para los parques solares a gran escala, que representan el mercado dominante en el marco del programa NREP de Arabia Saudí.

Servicios integrales para proyectos: desde el suministro de equipos hasta la puesta en marcha.

Tianan ha desarrollado un modelo integral de servicios para proyectos internacionales de exportación de subestaciones solares. Sus más de 15 años de experiencia en la exportación de equipos eléctricos en Asia, África, Oriente Medio y Sudamérica han permitido crear un proceso estandarizado para la gestión del suministro transfronterizo de equipos a los emplazamientos de los proyectos.

Soporte de ingeniería de preventa

• Estudio de viabilidad técnica basado en el perfil de carga del proyecto del comprador y los requisitos de interconexión a la red.
• Recomendaciones sobre el dimensionamiento y la configuración de subestaciones.
• Desarrollo y revisión de diagramas unifilares con el consultor de ingeniería del comprador.
• Confirmación del proceso de certificación y del cronograma de SASO

Suministro de equipos

• Fabricación con inspecciones presenciales por parte del comprador (WIT) en etapas clave: prueba de transformadores, prueba de aparamenta, inspección de ensamblaje.
• Pruebas de aceptación en fábrica (FAT) realizadas por terceros en un laboratorio acreditado, si así lo requiere el comprador.
• Embalaje para exportación marítima: cajas de madera de calidad para exportación con desecante, indicadores de protección contra golpes y barrera contra la humedad.

Soporte para la instalación y puesta en marcha

• Supervisión de la instalación por un ingeniero de campo certificado por Tianan (los gastos de viaje y alojamiento corren a cargo del comprador).
• Revisión del procedimiento de puesta en servicio y asistencia en la ejecución
• Coordinación de la configuración de los relés de protección con el operador de la red eléctrica saudí (SEC).
• Soporte para pruebas de aceptación in situ (SAT)

Soporte posterior a la puesta en marcha

• Suministro de repuestos por vía aérea desde Ningbo o desde el stock regional ubicado en Dubái.
• Soporte técnico remoto mediante videollamada o acceso remoto al sistema SCADA.
• Garantía: 24 meses a partir de la fecha de puesta en marcha o 30 meses a partir de la fecha de envío, lo que ocurra primero.

Consideraciones ambientales del desierto para subestaciones compactas

El entorno de despliegue de energía solar en Arabia Saudita presenta desafíos particulares que difieren de las instalaciones típicas de subestaciones en climas templados. El equipo de ingeniería de Tianan ha desarrollado adaptaciones específicas para el mercado saudí:

Gestión térmica

Las temperaturas ambiente en la región de Riad superan regularmente los 45 °C durante los meses de verano (mayo-septiembre), y la radiación solar directa añade un estrés térmico equivalente a 10-15 °C a las superficies de los cerramientos. La serie YB de alta temperatura de Tianan aborda este problema mediante:

• Recubrir las superficies de la carcasa con pintura en polvo de alto albedo (índice de reflectancia solar >0,7) para reducir la absorción de calor solar.
• Ventiladores de ventilación forzada con control de temperatura (se activan por encima de los 35 °C de temperatura ambiente).
• Reducción de la capacidad térmica de transformadores y aparamenta según las normas IEC 60076-7 para funcionamiento a +55 °C.
• Recubrimientos externos resistentes a los rayos UV, probados según la norma ASTM D4799 (envejecimiento acelerado por rayos UV).

Protección contra la entrada de arena y polvo

La infiltración de arena del desierto puede comprometer los interruptores, los relés de protección y los sistemas de ventilación. Las subestaciones YB de Tianan, con clasificación IP55, utilizan:

• Juntas de doble empaque en todas las aberturas del gabinete.
• Entrada de aire filtrada con filtros de panel reemplazables de grado G4.
• Entradas de cables selladas con prensaestopas de compresión en todas las penetraciones de cables de baja y alta tensión.
• Herrajes de acero inoxidable en toda la pieza para resistencia a la corrosión por rayos UV y sal.

Panorama competitivo: ¿Cómo se compara Tianan?

El mercado global de subestaciones solares compactas incluye fabricantes europeos (ABB/S Hitachi Energy, Siemens Energy), fabricantes coreanos (Hyundai Electric, LS Electric) y fabricantes chinos (Tianan, TBEA, XD Electric). Tianan ocupa una posición competitiva en el segmento medio-alto de los fabricantes chinos.

La ventaja de Tianan reside en la combinación de un diseño de producto que cumple con la normativa SASO, precios competitivos en comparación con las alternativas europeas y coreanas, y un modelo de servicio integral que reduce la complejidad de la adquisición y la logística para el comprador. Su plazo de entrega de 10 a 14 semanas (desde la confirmación del pedido hasta que el producto está listo para su envío en el puerto de Ningbo) resulta muy ventajoso en comparación con los plazos de 16 a 20 semanas habituales entre los fabricantes europeos.

Proceso de contratación para desarrolladores solares saudíes

El proceso típico de adquisición de la subestación compacta de la serie YB de Tianan en un proyecto solar saudí sigue este cronograma:

• Semana 1-2: Revisión de especificaciones técnicas, confirmación del dimensionamiento de la subestación, cotización comercial.
• Semana 3-4: Negociación comercial, confirmación del pedido, pago del 30% del depósito.
• Semanas 5 a 14: Pruebas de fabricación y aceptación en fábrica (FAT)
• Semana 15: Embalaje y envío desde el puerto de Ningbo
• Semanas 16-20: Transporte marítimo al puerto islámico de Jeddah o a la Ciudad Económica Rey Abdullah (10-15 días de tránsito).
• Semanas 21-24: Despacho de aduanas, transporte terrestre hasta el lugar del proyecto.
• Semanas 25-30: Instalación, puesta en marcha y pruebas de conexión a la red