Algoritmo suizo revoluciona la estabilidad de redes eléctricas con energías renovables

Un equipo de investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich (ETH Zurich) ha desarrollado un innovador algoritmo que promete revolucionar la forma en que los inversores operan en redes eléctricas cada vez más dominadas por fuentes renovables. La solución, que ya ha sido patentada, permite que los inversores funcionen de manera más estable y segura incluso durante fallos en la red, como caídas bruscas de voltaje o cortocircuitos.

Durante décadas, la frecuencia de la red eléctrica ha sido regulada por grandes centrales térmicas —como las nucleares, de carbón o de gas— mediante generadores accionados por turbinas de vapor. Sin embargo, a medida que estas plantas se retiran progresivamente del sistema energético, surge la necesidad de encontrar nuevas formas de mantener la estabilidad de la red, especialmente con la creciente penetración de fuentes como la solar fotovoltaica, la eólica y los sistemas de almacenamiento con baterías.

Los inversores, dispositivos esenciales que convierten la corriente continua generada por paneles solares o baterías en corriente alterna utilizable en la red, deben asumir ahora un rol más activo. Para ello, deben comportarse como fuentes de voltaje o “generadores de reloj” que marcan el ritmo de la red. No obstante, lograr este comportamiento es técnicamente complejo, especialmente en situaciones de fallo.

En condiciones normales, los inversores están diseñados para protegerse: si detectan una caída de voltaje, tienden a desconectarse automáticamente para evitar daños. Esto, sin embargo, puede agravar la inestabilidad de la red. Frente a este desafío, el profesor Florian Dörfler, experto en sistemas de control complejos en ETH Zurich, lideró una investigación que culminó en una solución innovadora.

La clave del nuevo algoritmo, desarrollado junto a su doctorando Maitraya Desai, radica en un enfoque de control que separa la gestión de la frecuencia, el voltaje y la corriente. En lugar de intentar mantener constante el voltaje durante un fallo —lo que puede llevar a una sobrecarga de corriente y dañar el equipo—, el algoritmo permite que el voltaje fluctúe libremente mientras mantiene la frecuencia estable y limita la corriente a niveles seguros.

Este enfoque no solo protege los dispositivos electrónicos, sino que también contribuye a la estabilidad general del sistema eléctrico. El algoritmo fue probado exitosamente en simulaciones por computadora y en un entorno de laboratorio, sin necesidad de modificar el hardware existente, ya que se implementa completamente a través de software.

El siguiente paso para el equipo de ETH Zurich es colaborar con empresas del sector energético para llevar esta tecnología al mundo real. El objetivo es integrar el algoritmo en productos comerciales que permitan a los inversores de sistemas fotovoltaicos, baterías y turbinas eólicas operar de forma más inteligente y robusta frente a los desafíos de una red eléctrica en transición hacia las energías renovables.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/04/18/swiss-researchers-developing-control-algorithm-for-grid-forming-inverters/