Investigadores de la Universidad de Estudios Económicos de Bucarest compararon inversores formadores de red (GFM) y seguidores de red (GFL) en un sistema residencial modelado de energía solar con almacenamiento. Su análisis concluyó que la tecnología GFM tuvo un mejor desempeño en las simulaciones de perturbaciones de la red y ofreció mejores resultados financieros según los supuestos del estudio.

El equipo modeló un conjunto de paneles solares de 5 kW conectado a una batería de fosfato de hierro y litio de 10 kWh. Ambos tipos de inversor se probaron en las mismas condiciones mediante simulaciones de transitorios electromagnéticos en MATLAB/Simulink, que incluyeron un aumento de carga de 1,2 kW y una caída de tensión del 20 % que duró 200 milisegundos.

Con GFM, la tasa máxima de cambio de la frecuencia bajó de 18,99 Hz/s a 6,34 Hz/s en comparación con GFL. La desviación máxima de frecuencia disminuyó de 0,62 Hz a 0,18 Hz, y el tiempo de estabilización de la frecuencia se redujo de 7,5 segundos a 3 segundos. Las simulaciones también mostraron que la desviación máxima de tensión descendió de 0,20 a 0,08 por unidad, mientras que el tiempo de recuperación de la tensión pasó de cinco segundos a dos.

Los investigadores señalaron que los sistemas GFL dependen de la red para obtener referencias de tensión y frecuencia, mientras que los inversores GFM pueden establecerlas por sí mismos. Esto les permite respaldar la red y funcionar en modo isla, con la posibilidad de mantener el suministro durante los cortes.

La evaluación financiera supuso una vida útil del proyecto de 15 años y una tasa de descuento del 6 %. La inversión inicial se fijó en 7.000 € para GFL y 8.500 € para GFM. El modelo incluyó costes operativos, ahorros por autoconsumo, ingresos por exportaciones y arbitraje energético, además de estimaciones de servicios complementarios, costes evitados por cortes, degradación de la batería y reducción del recorte de energía renovable.

Según esos supuestos, GFM generó un flujo de caja neto anual de 1.142 €, frente a los 615 € de GFL. Su valor actual neto fue de 2.591 € y su tasa interna de retorno, de aproximadamente el 10,4 %; las cifras correspondientes para GFL fueron un valor negativo de 1.027 € y aproximadamente el 3,7 %. Aunque el coste nivelado convencional de la energía fue mayor para GFM —0,206 €/kWh frente a 0,174 €/kWh—, la cifra ajustada bajó a 0,118 €/kWh al contabilizar los beneficios de flexibilidad y resiliencia. Los investigadores estimaron que la inversión adicional de 1.500 € se recuperaría en unos 2,85 años.

Los análisis de sensibilidad del estudio concluyeron que GFM seguía siendo económicamente viable en los escenarios considerados de precios de la electricidad, ingresos por servicios complementarios y costes de baterías. Los investigadores advirtieron que la rentabilidad depende del acceso a los mercados de flexibilidad y de cómo se valoren los servicios de red, y afirmaron que los supuestos deben someterse a más pruebas con datos de operación estacionales.

Los hallazgos se publicaron en el Journal of Energy Storage en un estudio titulado «¿Pueden ser rentables los inversores formadores de red? Análisis tecnoeconómico de sistemas fotovoltaicos y de baterías en sistemas eléctricos de baja inercia».

Fuentes: pv magazine.