¿Qué es un PCS skid? Qué lleva el contenedor PCS y en qué se diferencia del de baterías

En un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS), un PCS skid es el equipo de conversión de potencia (PCS) montado junto con su transformador elevador de media tensión en un solo conjunto. Dentro de una envolvente tipo contenedor, ese conjunto es un contenedor PCS. En la descarga, el PCS convierte en alterna la corriente continua de las baterías y el transformador la eleva a media tensión para la red colectora de la planta; en la carga, la energía circula en sentido contrario.

Los ejemplos de este artículo proceden de Richborough Energy Park, en Kent (Reino Unido), donde ETENZ fabricó para NR Electric los 20 contenedores PCS de la planta: dieciocho unidades high cube de 40 pies y dos de 20 pies. El proyecto se describe en el caso de los contenedores PCS para BESS en Reino Unido.

Qué hay dentro de un contenedor PCS

Los equipos principales son el PCS y el transformador elevador. El PCS, también llamado inversor de baterías, es bidireccional: en la descarga convierte en alterna la corriente continua de las baterías, y en la carga convierte en continua la alterna de la red para cargarlas. En este tipo de unidad, el PCS entrega corriente alterna de baja tensión y el transformador la eleva a media tensión. El proveedor de los equipos decide la combinación, y algunos contenedores PCS llevan además un cuadro de baja tensión y celdas compactas de media tensión (RMU).

La refrigeración y el acceso para mantenimiento determinan la disposición de las puertas. En Richborough, cada unidad de 40 pies tiene cuatro puertas de malla en el centro del lado largo, frente al compartimento del transformador: lo ventilan en servicio y se abren por completo para el mantenimiento. Las demás puertas son ciegas.

Contenedor PCS frente a contenedor de baterías

Un contenedor de baterías aloja los racks de baterías y su sistema de gestión (BMS) y se dimensiona por energía, en MWh, como las 143 envolventes BESS de 5 MWh fabricadas para Zhongwei (Ningxia). Un contenedor PCS no lleva baterías y se dimensiona por potencia, en MW: en Richborough, cada unidad de 40 pies aloja un conjunto de conversión de potencia y elevación de 5,5 MW.

La refrigeración también es distinta. Las baterías son sensibles a la temperatura, por lo que el contenedor de baterías va cerrado y las mantiene en un margen estrecho de temperatura con refrigeración líquida o aire acondicionado; lo que se exige a la envolvente se explica en requisitos de diseño de envolventes BESS. En un contenedor PCS, el calor procede del PCS y del transformador, y el compartimento del transformador se ventila mediante puertas de malla o rejillas. Un PCS con refrigeración líquida necesita además una unidad de refrigeración líquida para inversores PCS, cuyo montaje, pasamuros de tuberías y alimentación auxiliar se diseñan junto con la envolvente.

El contenedor PCS se compara a menudo con otros dos equipos. Si la envolvente aloja solo el transformador elevador, las celdas de media tensión y el cuadro de baja tensión, y el PCS se instala aparte, se trata de un centro de transformación, como el centro de transformación prefabricado para BESS de 20 pies, con compartimentos de media tensión, transformador y baja tensión. La subestación está a la salida de la planta: cada contenedor PCS eleva la energía a media tensión y, una vez agrupada, esta llega por la subestación a la red de alta tensión.

40 o 20 pies: el contenedor según la potencia

La envolvente se adapta a los equipos: el proveedor del PCS y del transformador fija la potencia y la disposición, y el fabricante de la envolvente la construye según los requisitos técnicos de ese proveedor. Los contenedores PCS de Richborough usan dos tamaños de contenedor high cube:

La unidad de 20 pies aloja la mitad de potencia que la de 40 pies en aproximadamente la mitad de longitud. Las dos miden 2.438 mm de ancho y 2.896 mm de alto, comparten la misma sección y llevan esquineros estándar y número de contenedor. Las especificaciones y el alcance de suministro de la unidad de 40 pies están en la página del contenedor PCS de 40 pies.

Qué suministra el fabricante de la envolvente

El proveedor de los equipos aporta el PCS, el transformador y los requisitos técnicos; el fabricante de la envolvente la construye con sus sistemas auxiliares. Para Richborough, ETENZ completó en fábrica lo siguiente, según los requisitos técnicos de NR Electric:

• Envolvente: estructuras high cube de 40 y 20 pies, puertas de malla del compartimento del transformador, cerraduras y juntas.
• Iluminación: luminarias LED con marcado CE y alumbrado de emergencia de 90 minutos.
• Detección de incendios y evacuación: detectores de humo y señalización de evacuación.
• Control ambiental y tomas de corriente: calefactores, controladores de temperatura y humedad con interfaz en inglés y tomas de estándar británico.
• Exterior: pintura con la imagen del proyecto, de modo que todos los contenedores llegaron a obra con el aspecto común de la planta.

NR Electric suministró los equipos de conversión de potencia y los transformadores. Los fabricantes de PCS y de transformadores y los integradores de BESS pueden encargar a ETENZ la fabricación de la envolvente y su equipamiento auxiliar, adaptados a sus propios equipos y a su marca; más información en fabricación e integración de envolventes BESS.

PCS skid, MV skid o contenedor PCS

PCS son las siglas en inglés de power conversion system, sistema de conversión de potencia. Un skid es la bancada de acero sobre la que los equipos se premontan y se transportan como una sola pieza; un PCS skid es, por tanto, el PCS con su transformador elevador montados como un solo conjunto. Dentro de una envolvente tipo contenedor, ese mismo conjunto es un contenedor PCS, el término que usa ETENZ.

Cada fabricante usa estos nombres a su manera: en unos casos el MV skid (skid de media tensión) incluye el PCS y en otros lleva solo el transformador y las celdas de media tensión. Para saber qué contiene un equipo, la lista de equipos es más fiable que el nombre.

Richborough Energy Park: 20 contenedores PCS

Richborough Energy Park, en Kent (Reino Unido), es un sistema de almacenamiento de energía en baterías de 100 MW / 100 MWh conectado a la red de transporte a través de la subestación de 400 kV de National Grid en Richborough. ETENZ fabricó sus 20 contenedores PCS para NR Electric: dieciocho unidades high cube de 40 pies, cada una con un conjunto de conversión de potencia y elevación de 5,5 MW, y dos unidades high cube de 20 pies que alojan 2,75 MW cada una.

Los contenedores se entregaron en julio de 2022 y llegaron a obra en octubre de 2022. La planta se conectó a la red en diciembre de 2023 y está en operación comercial. La entrega y los detalles de la envolvente se recogen en el caso de Richborough.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia un contenedor PCS de un contenedor de baterías?

El contenedor de baterías aloja los racks de baterías y el BMS, se dimensiona en MWh y controla la temperatura y la humedad interiores. El contenedor PCS aloja el PCS y el transformador elevador, sin baterías; se dimensiona en MW y ventila el compartimento del transformador.

¿Qué es el PCS en un sistema BESS?

Es el sistema de conversión de potencia (power conversion system): el convertidor bidireccional entre las baterías y la red. El contenedor PCS es la envolvente que lo aloja junto con el transformador elevador.

¿Un contenedor PCS es lo mismo que un centro de transformación?

El centro de transformación para BESS aloja solo el transformador elevador, las celdas de media tensión y el cuadro de baja tensión, con el PCS instalado aparte. El contenedor PCS aloja también el PCS.

¿Qué tamaño de contenedor se usa para un PCS skid?

El tamaño depende de los equipos. En Richborough Energy Park, cada contenedor high cube de 40 pies (12.192 × 2.438 × 2.896 mm) aloja un conjunto de conversión de potencia y elevación de 5,5 MW, y cada high cube de 20 pies (6.058 × 2.438 × 2.896 mm), uno de 2,75 MW.

¿Un PCS skid es lo mismo que un MV skid?

Depende del fabricante. Algunos MV skids incluyen el PCS; otros llevan solo el transformador y las celdas de media tensión, con el PCS instalado aparte. La lista de equipos lo aclara.

Si necesita una envolvente para su PCS y su transformador, envíe a ETENZ la disposición de los equipos y los requisitos técnicos, y solicite una cotización.