Pregunte a tres ingenieros qué transformador es el «mejor» para un proyecto de energía renovable y obtendrá tres respuestas distintas. No existe un único ganador. La unidad adecuada depende de la tecnología de generación, la configuración de la planta, la conexión a la red y las características del propio emplazamiento. Un transformador diseñado para un parque eólico ofrecerá un rendimiento deficiente —o sufrirá un fallo prematuro— si se instala en una planta solar. A continuación, se presenta un análisis práctico de las principales opciones, basado en las normas IEC 60076 y en datos publicados del sector.

Tipo seco frente a inmersión en líquido

Comencemos por el aislamiento y la refrigeración, ya que de ellos dependen los demás aspectos. Los transformadores de tipo seco se refrigeran mediante aire y utilizan resina epoxi como aislante; las unidades inmersas en líquido emplean aceite mineral o éster sintético. El aceite ofrece mejores resultados en exteriores: disipa el calor con mayor rapidez, tolera sobrecargas y tiene un coste inferior por kVA. Por este motivo, es la opción predominante en instalaciones solares y eólicas terrestres a gran escala. Los transformadores de tipo seco son preferibles cuando el riesgo de incendio o la contención de aceite suponen un problema, como en instalaciones interiores, proyectos marinos (*offshore*) o emplazamientos con limitaciones de espacio. La contrapartida es el precio: cabe esperar un coste entre un 40 % y un 80 % superior para la misma potencia nominal (kVA).

Transformadores para parques eólicos

La energía eólica somete a los transformadores a condiciones exigentes. Las cargas fluctúan con cada ráfaga de viento y la unidad experimenta ciclos térmicos constantes a lo largo de su vida útil de 25 años. La norma IEC/IEEE 60076-16:2018 se redactó específicamente para estas condiciones de servicio. Abarca transformadores para aerogeneradores con potencias de entre 100 kVA y 10 MVA y tensiones de hasta 72,5 kV, incluyendo criterios de corrección por refrigeración y ensayos para entornos eléctricos rigurosos.

En instalaciones terrestres, la configuración estándar consiste en un transformador por aerogenerador —aproximadamente 6,9 ​​MVA para una máquina de 6,25 MW— que eleva la tensión de 0,69/0,96 kV a 10 o 33 kV. En este caso, la norma general es el uso de transformadores inmersos en líquido. En los proyectos marinos (*offshore*), la lógica cambia: se prefieren los transformadores de tipo seco con aislamiento de resina fundida, ya que cualquier fuga de aceite al medio marino resulta inaceptable y los modelos de tipo seco no requieren sistemas de extinción de incendios. Las unidades para instalaciones marinas (*offshore*) deben contar con aislamiento de clase H, un grado de protección mínimo IP54 y revestimientos anticorrosivos adecuados.

Transformadores para parques solares

La energía solar es menos agresiva para los devanados: la potencia de salida se mantiene constante mientras brilla el sol, por lo que los ciclos térmicos son menos severos que en la energía eólica. El verdadero problema son los armónicos generados por los inversores. Hay dos soluciones clave. En primer lugar, especificar un grupo de conexión D,yn11: este atenúa las corrientes del tercer armónico en aproximadamente un 92 % en comparación con una conexión Yyn0. En segundo lugar, verificar el factor K: lo habitual es K=10, aunque se requiere K=13 para emplazamientos con alto contenido de armónicos. Se debe dimensionar el transformador entre un 10 % y un 20 % por encima de la potencia total de salida de los inversores. Para plantas de más de 5 MW, una subestación compacta de 10 kV o 35 kV suele ser la solución más eficiente. Las normativas sobre capacidad de respuesta ante fallos en la red (*fault ride-through*) están menos definidas para la energía solar que para la eólica, lo que simplifica el diseño. Para plantas a escala de red eléctrica, la opción estándar sigue siendo el transformador en baño de aceite (líquido).

Normativas e investigación

El marco normativo aún está en fase de definición. La norma IEC 60076-1 cubre los requisitos generales; la IEC 60076-11, las unidades de tipo seco; y la IEC/IEEE 60076-16 regula los transformadores para aerogeneradores. La norma IEC 60076-17 —orientada a aplicaciones fotovoltaicas, almacenamiento en baterías, vehículos eléctricos e hidrógeno— se encuentra todavía en desarrollo. Hasta su publicación, la norma IEEE C57.159 cubre este vacío para sistemas fotovoltaicos distribuidos. Diversos estudios académicos han documentado el envejecimiento térmico bajo cargas eólicas cíclicas y la resonancia armónica en grandes plantas fotovoltaicas. Los transformadores colectores siguen siendo el segmento del mercado con menor estandarización: muchos emplean configuraciones de devanados estrella-estrella con triángulo enterrado (*wye-wye-buried delta*), reactores de puesta a tierra del neutro y cambiadores de tomas bajo carga.

Tabla 1: Comparativa de tecnologías de transformadores para energías renovables

Parámetro	Seco con resina fundida	Seco tipo VPI	Sumergido en líquido
Aislamiento/refrigeración	Resina epóxica	Impregnado al vacío	Aceite o éster
Tensión típica	Hasta 35 kV	Hasta 35 kV	Hasta 765 kV
Riesgo de incendio	Muy bajo	Bajo	Alto con aceite mineral
Uso en interiores	Estándar	Estándar	Restringido por normativa
Idoneidad para instalaciones marinas	Preferido	Adecuado	Requiere contención
Capacidad de sobrecarga	Alta a corto plazo	Moderada	Alta
Eficiencia a plena carga	98,0–99,2 %	98,0–99,2 %	98,5–99,7 %
Costo frente al de aceite	40–80 % mayor	40–80 % mayor	Referencia (base)
Mantenimiento	Mínimo	Bajo	Análisis de aceite / control de fugas
Mejor uso en renovables	Eólica marina, solar en interiores	Solar comercial	Solar de gran escala, eólica terrestre

Tabla 2: Configuraciones típicas de transformadores para proyectos de energía renovable

Tipo de proyecto	Tensión de generación	Tensión de recolección	Potencia de elevación	Potencia de la subestación	Tipo preferido
Eólica terrestre (20–200 MW)	0,69/0,96 kV	10/33 kV	1,5–10 MVA por aerogenerador	20–100 MVA	Sumergido en líquido
Eólica marina	0,69/0,96 kV	33/66 kV	5–15 MVA por aerogenerador	100–400 MVA	Seco con resina fundida
Solar de gran escala (10–200 MWp)	0,4–0,6 kV	33 kV	1–5 MVA por bloque	20–100 MVA	Sumergido en líquido
Solar comercial (0,5–5 MW)	0,4 kV	10/11 kV	0,5–5 MVA	N/A	VPI o resina fundida
Almacenamiento en baterías (10–100 MW)	0,4 kV	10–33 kV	1–5 MVA bidireccional	20–100 MVA	Sumergido en líquido
Híbrido eólica+solar+almacenamiento	Mixto	33 kV	Multi-devanado	50–200 MVA	Sumergido en líquido

En resumen

El transformador adecuado es aquel que se ajusta a su perfil de servicio y a las condiciones del entorno; no se requiere nada más complejo. Los transformadores en baño de aceite son la opción estándar y más robusta para proyectos solares y eólicos terrestres a gran escala, ya que ofrecen el menor coste por kVA, así como el mejor rendimiento térmico y la mayor tolerancia a sobrecargas. Los modelos de tipo seco encapsulados en resina (cast-resin) justifican su mayor coste en instalaciones marinas (offshore) e interiores, donde priman la seguridad contra incendios y la contención de aceite. Por su parte, las unidades VPI son adecuadas para instalaciones solares comerciales. Independientemente de su elección, verifique que el equipo cumpla con las normas IEC 60076-16 (para energía eólica) e IEEE C57.159 (para fotovoltaica distribuida), así como con la norma IEC 60076-17 una vez que entre en vigor. Defina correctamente las especificaciones desde el principio: estos equipos están diseñados para operar entre 25 y 40 años, y no existe una solución económica para corregir una elección errónea.