Adaptacions de vent i sol a la xarxa
2009/09/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
El subministrament elèctric està perfectament controlat. Els gestors de la xarxa calculen diàriament les necessitats d'electricitat l'endemà, la quantitat d'electricitat generada per cada instal·lació, el moment i el temps de funcionament de cadascun, etc. Al no acumular-se l'electricitat de manera gratuïta en la xarxa de proveïment, hauran de generar l'electricitat necessària per a satisfer la demanda existent a cada moment. Ni més ni menys.
Abans de la incorporació de l'energia eòlica i la fotovoltaica a la xarxa elèctrica, l'únic que impedia la determinació prèvia d'aquest control era el consum, ja que les previsions de consum realitzades en la vespra només es poden determinar fins a una determinada mesura.
La introducció d'aquestes dues fonts d'electricitat ha hagut d'anar acompanyada d'una altra variable, ja que la generació d'electricitat també s'ha convertit en variable. Aquesta és una de les característiques distintives de l'energia eòlica i la fotovoltaica: són molt aleatòries. És a dir, l'electricitat es genera quan hi ha vent i llum solar, no quan hi ha necessitat d'electricitat.
Entre tots dos, el vent és el que menys fa amb la demanda: "En els dies anticiclònics, és a dir, quan no hi ha vent, la demanda elèctrica és major, tant a l'hivern com a l'estiu, quan és quan més fred i calor fa", afirma Jon Andoni Barrena, professor del departament d'electrònica de Mondragon Unibertsitatea. I l'energia eòlica és, més enllà de la hidroelèctrica, la renovable que més ha avançat al País Basc.
La xarxa, a més de ser una font elèctrica aleatòria, en estar inclosa en el règim especial --per tractar-se d'electricitat procedent de fonts renovables -, absorbeix tota l'electricitat procedent d'aquestes fonts. Això obliga a adaptar la generació de la resta de fonts d'electricitat a ambdues.
Quants més electricitat es produeixi dels aerogeneradors i dels panells solars, majors desequilibris hauran d'afrontar els gestors de la xarxa de proveïment. D'una banda, hauran de tenir cada vegada més energia en la reserva per a poder fer front a la demanda elèctrica en absència de vent o energia solar. D'altra banda, en un moment donat, el consum elèctric pot arribar a generar més electricitat de la necessària. Això suposaria un problema molt greu, ja que augmentaria la tensió de la xarxa en excés.
Per tant, la demanda elèctrica que es pot satisfer per aquestes vies és limitada. Juan Carlos Amasorrain, company de Barrena, ha establert aquest límit en un 40%. Si responguessin a una demanda superior, seria molt difícil equilibrar les fluctuacions amb la resta de fonts elèctriques.
La majoria de les solucions per a acumular-les
Així, sembla beneficiós per al medi ambient però perjudicial per a la xarxa elèctrica. I tampoc és això, ja que es poden prendre mesures per a donar la volta a la situació. Barrena i Amasorrain han explicat els arranjaments realitzats en la xarxa i el que esperen fer en el futur.
Una solució seria regular l'electricitat generada per aquestes dues vies i en funció de la demanda. Segons Barrena i Amasorrain, això no és conseqüència d'una incapacitat tècnica: "Existeixen eines electròniques que podrien servir per a això, per exemple, per a subministrar la meitat de la potència que s'està subministrant en un aerogenerador". Avui dia, no obstant això, no es fa així, perquè estan legalment autoritzats per a vendre en la xarxa tota l'electricitat que generen. "No és lògic vendre 60 quan es pot vendre 100", ha precisat Barrena.
Una altra solució seria acumular electricitat quan es genera més del necessari, quan es produeix menys de prou. En l'actualitat, la tècnica més utilitzada per a l'emmagatzematge elèctric és la dels sistemes hidràulics de bombament, centrals hidroelèctriques amb dos embassaments connectats. Així, quan es genera més de prou en centrals eòliques o fotovoltaiques, aquest excés d'electricitat s'utilitza per a bombar l'aigua d'un embassament a un altre d'aquests sistemes. En la península Ibèrica es poden generar més de 15 gw d'aigua acumulada en aquesta mena de sistemes.
En aquests casos, no s'acumula l'electricitat pròpiament dita, sinó el recurs que la genera. No obstant això, també s'estan desenvolupant bateries d'emmagatzematge elèctric per a la xarxa de proveïment. Segons Barrena, s'està desenvolupant sobretot al Japó i els Estats Units.
Explica que la situació aquí és molt diferent: "Aquí encara no hi ha cap sistema d'aquest tipus, però en un període aproximat de deu anys, jo crec que comencem a veure". De fet, tots dos investigadors han advertit que els sistemes hidràulics d'emmagatzematge d'energia existents en l'actualitat no permeten emmagatzemar molta més energia, i que les previsions apunten al fet que les energies eòlica i fotovoltaica continuaran augmentant.
Existeix encara una energia renovable que s'ha difós molt poc i que realitza certs emmagatzematges sense necessitat de bateries, com l'energia fototérmica o l'energia solar tèrmica. En aquests sistemes, mitjançant un conjunt de miralls (denominats heliostatos) que recullen l'energia solar en un punt determinat, utilitzen tota aquesta energia per a convertir en líquid les sals de sodi que contenen en un circuit. L'energia acumulada de les sals en estat líquid s'utilitza per a evaporar l'aigua i l'electricitat es genera fent passar el vapor per unes turbines.
El tema de l'emmagatzematge elèctric ha portat a Barrena a una reflexió: "Si l'acumulació augmenta, al final el concepte de xarxa elèctrica canvia: ara, inevitablement, el que es consumeix i el que es produeix, però en el moment en què introduïm la possibilitat d'acumulació, podem anar acumulant a mesura que el generem i quan la demanda puja podem utilitzar l'acumulat per a donar resposta a la demanda".
Necessitat de garantir la qualitat de l'electricitat
Amasorrain i Barrena també han esmentat la necessitat de garantir la qualitat de l'electricitat. De fet, l'electricitat que es mou en la xarxa elèctrica ha de tenir una qualitat mínima: el flux ha de ser el més constant possible, la tensió ha d'estar entre certs intervals, etc.
Pel fet que l'electricitat generada a través dels aerogeneradors i els panells solars és tan fluctuant, a vegades es produeix més electricitat que la que s'està consumint en determinades zones. La introducció d'aquest excés d'electricitat en la xarxa suposaria un augment de la tensió en la xarxa. En aquesta situació desconnecten els dispositius emergents.
Perquè la solució no sigui la desconnexió, s'han desenvolupat sistemes electrònics de control i canvi de potència elèctrica i s'estan desenvolupant nous sistemes. Són els anomenats sistemes d'electrònica de potència. Barrena i Amasorrain esmenten dos dispositius d'aquest tipus: FACTS (sistemes de transmissió flexible de corrent altern) i custom power. Els primers s'utilitzen en la xarxa de transport d'electricitat per a regular els fluxos de potència, és a dir, per a controlar els canvis de flux.
Els segons s'incorporen a la xarxa de distribució. Són els que s'utilitzen en centrals eòliques i fotovoltaiques per a millorar la qualitat de l'electricitat: regulació dels nivells de tensió, millora de l'eficiència, etc.
A més d'en la xarxa, aquests dispositius poden ser utilitzats per usuaris particulars per a garantir la qualitat de l'electricitat que reben. Amasorrain ho aclareix amb un exemple: "Suposem una empresa que fabrica paper d'alumini. Per a la fabricació d'aquest paper fem passar un gran palanquillo d'alumini per diversos corrons, obtenint finalment papers llargs d'unes poques micres de gruix que recollim en rotllos. Si la xarxa elèctrica s'interromp en un moment o si la quantitat d'electricitat disminueix en un moment donat, encara que sigui en un moment molt curt, tot el sistema es desestabilitza i el treball de diverses hores es desfà. Perquè els custom power ho eviten perquè eliminen les possibles manques".
Existeixen, per tant, mitjans tècnics per a evitar o resoldre els problemes derivats de la integració de les energies eòlica i fotovoltaica en la xarxa actual, i mantenir la qualitat de la xarxa. No obstant això, el grau d'utilització és un altre aspecte, ja que les autoritats determinaran l'avanç de les diferents fonts d'energia renovables sobre la base de raons econòmiques i polítiques més enllà dels recursos tecnològics.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
