¿Debería considerar una fuente de alimentación bidireccional?

Los avances en las tecnologías de suministro de energía representan un gran paso adelante para la sostenibilidad y la flexibilidad. En este panorama, las fuentes de alimentación bidireccionales son verdaderos cambios de juego, ya que fusionan el suministro de energía tradicional con sistemas de recuperación de energía para impulsar la innovación.
Una fuente de alimentación bidireccional es una solución todo en uno que combina una carga electrónica (un disipador de energía) y una fuente de alimentación de corriente continua (CC). En otras palabras, estos módulos realizan múltiples funciones en un solo gabinete.
La pregunta es: ¿debería considerar fuentes de alimentación de CC bidireccionales para sus sistemas de energía? En esta exploración de la tecnología de suministro de energía bidireccional, profundizaremos en las capacidades, beneficios y casos de uso de estos sistemas.

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¿Qué es una fuente de alimentación bidireccional?

A fuente de alimentación bidireccional es un dispositivo sofisticado capaz tanto de obtener energía como de absorber energía de una carga. La mayoría de las cargas logran esto quemando la energía en forma de calor. Las fuentes de alimentación bidireccionales de EA son 96.5 % regenerativas y esa energía se devuelve al propio edificio de la red local. Para lograr esto, estos sistemas deben poder convertir la energía CC nuevamente en energía de corriente alterna (CA). La conversión AC/DC promueve una mejor eficiencia.

A diferencia de las fuentes de alimentación unidireccionales tradicionales que solo envían energía en una dirección (desde la fuente a la carga), una fuente de alimentación bidireccional puede invertir ese flujo. Esta capacidad no solo le permite operar como una fuente de alimentación estándar sino también como una carga electrónica, absorbiendo energía y disipándola o devolviéndola a la instalación local.

Existen numerosos casos de uso para una fuente de alimentación bidireccional, incluidos los siguientes:

Pruebas y simulación

En entornos de investigación y desarrollo o control de calidad, las fuentes de alimentación bidireccionales pueden simular diferentes condiciones eléctricas para probar dispositivos, componentes o sistemas electrónicos. Por ejemplo, una fuente de alimentación bidireccional puede imitar los ciclos de carga y descarga en vehículos eléctricos (EV) o sistemas de almacenamiento de energía. Esto permite a los ingenieros probar y optimizar exhaustivamente la forma en que se carga una batería.

Sin embargo, realizar una prueba de batería no sólo es útil con fines de investigación. La configuración de un simulador de batería también garantiza una mayor satisfacción del consumidor y desempeña un papel clave en decisiones como la implementación de períodos de garantía y el precio de los productos.

Sistemas de Energías Renovables

Los investigadores utilizan fuentes de alimentación bidireccionales para diseñar y configurar sistemas de energía renovable, como paneles solares, pilas de combustible y turbinas eólicas. Estos suministros gestionan el flujo de energía hacia y desde la red.

También pueden simular las condiciones de la red, lo que ayuda a desarrollar y probar inversores y controladores. A su vez, estos inversores y controladores convierten y suministran energía renovable a la red de manera eficiente o extraen energía de ella cuando es necesario.

Recuperación y Eficiencia Energética

Durante la prueba o el funcionamiento, una carga, como un motor, una batería o un condensador, a veces libera energía (durante el frenado o la descarga). Cuando esto sucede, una fuente de alimentación bidireccional puede absorber la potencia de salida.

Una vez que capta la corriente de salida, puede disiparla de forma controlada o devolverla a la red. La última opción reduce el voltaje de salida y el desperdicio de corriente, aumentando así la eficiencia.

Laboratorio y Educación

Imagine que es un investigador en un laboratorio encargado de probar el rendimiento de un nuevo sistema de carga de vehículos eléctricos (EV). Ha integrado un sistema de suministro de energía bidireccional en su configuración y reconoce su valor como equipo de prueba versátil. Con este sistema, puede controlar con precisión el rango de voltaje y simular varios escenarios de carga, desde carga estándar hasta carga rápida e incluso aplicaciones de vehículo a red (V2G). 

Para lograr resultados precisos y confiables, se profundiza en el estudio de la electrónica de potencia y los principios de conversión de energía. Comprender estos principios le permite diseñar y optimizar los algoritmos de administración de energía del sistema de carga, garantizando una transferencia de energía eficiente y compatibilidad con diferentes modelos de vehículos eléctricos. A través de una experimentación y un análisis meticulosos, usted contribuye al avance de las tecnologías de transporte sostenible.

Los sistemas de suministro de energía bidireccionales representan una valiosa pieza de equipo de prueba en entornos de laboratorio. Los investigadores pueden controlar con precisión el rango de voltaje y probar sistemas que requieren una administración de energía compleja. Esto incluye el estudio de la electrónica de potencia y los principios de conversión de energía.

Industria automotriz

El sector de fabricación de vehículos utiliza fuentes de alimentación bidireccionales para simular los sistemas eléctricos para el desarrollo de vehículos eléctricos e híbridos. Miden los umbrales de voltaje de CC de estos sistemas, asegurando que todos los componentes críticos reciban energía constante durante el funcionamiento.

En los últimos años, el mercado de vehículos eléctricos ha experimentado un rápido crecimiento, con más de 2.3 millones de Los vehículos eléctricos se venderán solo en el primer trimestre de 1. Este aumento de la demanda ha llevado a los probadores a invertir mucho en soluciones de suministro de energía bidireccional.

Los beneficios de una fuente de alimentación bidireccional

Una fuente de alimentación bidireccional ofrece una variedad de capacidades y características que la convierten en una excelente adición al diseño de su sistema. Algunos de los beneficios y capacidades más notables de estos dispositivos incluyen:

Salida de rango automático

Fuentes de alimentación de rango automático Puede entregar potencia total con diferentes especificaciones de voltaje y corriente, por ejemplo, bajo voltaje, alta corriente o alto voltaje y baja corriente. Comparativamente, las fuentes de alimentación tradicionales pueden proporcionar alta potencia en un solo punto: Imax y Vmax.

Además, las soluciones de rango automático ofrecen alto voltaje y baja corriente o alta corriente y bajo voltaje. Puede aprovechar estas funciones comprando fuentes de alimentación de menor potencia de la que habría necesitado al utilizar soluciones convencionales. Cuando aplica este beneficio en múltiples dispositivos o estaciones de trabajo, disfrutará de importantes ahorros de costos.

Figura 1. Salida de rango automático de una fuente de alimentación bidireccional EA de 30 kW. El voltaje máximo es de 500 V y la corriente máxima es de ±180 A. La curva de potencia constante muestra todos los puntos de salida de potencia máxima.

Generador de funciones incorporado

Las principales fuentes de alimentación de CC bidireccionales tienen generadores de funciones incorporados, lo que significa que la carga electrónica y la fuente de alimentación pueden probar más completamente el dispositivo bajo prueba (DUT). Pero, ¿cómo se aplica esto a su caso de uso? Es simple: puede disfrutar de la tranquilidad de saber que ha probado exhaustivamente la carga electrónica de CC y los límites de alto voltaje de su equipo. Esto también elimina la necesidad de crear un guión para la prueba. Todo lo que necesita hacer es ingresar los datos de prueba y las especificaciones de la batería. Por ejemplo, carga y descarga de la batería.

Además, una fuente de alimentación equipada con un generador de funciones incorporado puede emular una fuente ruidosa. Esta característica le permite probar cómo el ruido afecta un DUT. El sistema también puede crear cargas tipo rampa, escalón o pulso para probar cómo responde su DUT a las fluctuaciones dinámicas. Esto es especialmente importante cuando se prueban sistemas que están frecuentemente expuestos a cargas fluctuantes, como células fotovoltaicas y cargadores.

Sistemas como EA Powered tener un generador de funciones interno. Este enfoque de diseño evita la complejidad de crear una fuente de alimentación para una carga conectada a una fuente externa.

Conectar una fuente de alta potencia a una señal de baja potencia es un gran desafío, ya que se debe proteger la fuente de los altos niveles de entrada y salida. EA Powered evita esta molestia por completo.

Recuperación de Energía Regenerativa

Las fuentes de alimentación bidireccionales están equipadas con un inversor, que convierte la energía que absorbe cuando el instrumento actúa como carga. Luego, el inversor devuelve la energía a las instalaciones locales. Si el suministro está en modo sumidero o carga, el instrumento es capaz de funcionar con una eficiencia de hasta el 96.5%.

Otro beneficio es que el sistema de carga regenerativa reduce drásticamente la cantidad de energía que se absorbe en forma de calor. A su vez, esto disminuye la carga sobre el sistema de enfriamiento del instrumento. Cuando se implementan a escala, los sistemas de recuperación de energía regenerativa ofrecen enormes ahorros en servicios públicos.

El auge de los sistemas de recuperación de energía habla del enfoque global en la sostenibilidad y la disminución del impacto ambiental. Estos sistemas tienen el potencial de reducir los residuos producidos por los parques solares, los parques eólicos y los vehículos eléctricos.

Más formas de interactuar con un controlador

Las fuentes de alimentación bidireccionales de alta gama como EA Powered pueden interactuar con un controlador lógico programable (PLC) o una computadora personal. Cuando esté ejecutando pruebas automatizadas controladas por PC, su PC se conectará mediante una conexión USB o Ethernet.

Para aplicaciones de control de procesos, necesitará un PLC. Disfrutará de varias opciones de interfaz, que incluyen:

• PUEDEN
• Puedo abrir
• Profibus
• EtherCAT
• Modbus

Más importante aún, las interfaces son programables, lo que le permite controlar fácilmente su PLC. El resultado final es un proceso de prueba y monitoreo simplificado que promueve la eficiencia general de las pruebas.

Aplicaciones para una fuente de alimentación bidireccional

Las fuentes de alimentación bidireccionales son fundamentales en las pruebas, la investigación y la gestión de energía modernas, y ofrecen ventajas únicas donde el control del flujo de energía en ambas direcciones es esencial. A continuación se muestran algunas aplicaciones e industrias comunes que se benefician de estas soluciones.

Descripción general de las aplicaciones de suministro de energía bidireccional

Estos dispositivos le permiten soportar condiciones del mundo real para probar dispositivos electrónicos. También facilitan la recuperación de energía en sistemas de energía renovable.

Su capacidad para suministrar y absorber energía los hace extremadamente valiosos para replicar con precisión los entornos eléctricos dinámicos que se encuentran en aplicaciones prácticas. Como resultado, puede asegurarse de que los productos y sistemas estén bien probados y optimizados para su uso en el mundo real.

No se puede subestimar la importancia de las fuentes de alimentación bidireccionales en las pruebas e investigaciones modernas. Permiten procesos de análisis y desarrollo más eficientes, sostenibles e integrales.

Ejemplos de industrias que se benefician de las soluciones de energía bidireccional

Numerosos sectores se benefician de las soluciones de energía bidireccional, entre ellos:

Automoción

En Sector automotriz, las fuentes de alimentación bidireccionales simulan la carga y descarga de la batería, lo que ayuda en las pruebas de baterías de vehículos eléctricos y sistemas de tren motriz. Si bien estas fuentes de alimentación son más conocidas por su papel en la fabricación de vehículos eléctricos, también son un elemento básico en el desarrollo de vehículos con motor de combustión interna (ICE).

Los vehículos modernos están equipados con componentes electrónicos complejos, todos los cuales se alimentan a través de sofisticadas redes de cableado. Las fuentes de alimentación promueven las pruebas y el control de calidad de estos sistemas.

Energía renovable

El sector de energías renovables utiliza estas fuentes de alimentación para probar y optimizar inversores solares y controladores de turbinas eólicas. Los resultados de las pruebas guían los esfuerzos de diseño y garantizan una conversión de energía eficiente y la integración de la red.

Aeroespacial

Los fabricantes de aviones se benefician de las fuentes de alimentación bidireccionales al probar sistemas eléctricos en diferentes condiciones de carga. Esto es crucial para garantizar la confiabilidad y seguridad en las operaciones de vuelo.

Productos relacionados de EA Powered

Si necesita maximizar el control y la versatilidad durante las pruebas de carga, un sistema de alimentación bidireccional ofrece una solución ideal. EA Powered ofrece una amplia gama de fuentes de alimentación, que están equipadas con características modernas, como generadores de funciones integrados y sistemas de recuperación de energía.

Si desea obtener más información sobre productos innovadores como EA Powered, programe una demostración en línea. Cuando esté listo para realizar el pedido, solicitar presupuesto. Nuestro equipo estará encantado de preparar una cotización personalizada sobre soluciones de prueba de energía bidireccionales de alta eficiencia.