Adaptacións de vento e sol á rede
2009/09/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
A subministración eléctrica está perfectamente controlado. Os xestores da rede calculan diariamente as necesidades de electricidade ao día seguinte, a cantidade de electricidade xerada por cada instalación, o momento e o tempo de funcionamento de cada un, etc. Ao non acumularse a electricidade de forma gratuíta na rede de abastecemento, deberán xerar a electricidade necesaria paira satisfacer a demanda existente en cada momento. Nin máis nin menos.
Antes da incorporación da enerxía eólica e a fotovoltaica á rede eléctrica, o único que impedía a determinación previa deste control era o consumo, xa que as previsións de consumo realizadas na véspera só se poden determinar até unha determinada medida.
A introdución destas dúas fontes de electricidade tivo que ir acompañada doutra variable, xa que a xeración de electricidade tamén se converteu en variable. Esta é una das características distintivas da enerxía eólica e a fotovoltaica: son moi aleatorias. É dicir, a electricidade xérase cando hai vento e luz solar, non cando hai necesidade de electricidade.
Entre ambos, o vento é o que menos fai coa demanda: "Nos días anticiclónicos, é dicir, cando non hai vento, a demanda eléctrica é maior, tanto no inverno como no verán, cando é cando máis frío e calor fai", afirma Jon Andoni Barrena, profesor do departamento de electrónica de Mondragon Unibertsitatea. E a enerxía eólica é, máis aló da hidroeléctrica, a renovable que máis avanzou no País Vasco.
A rede, ademais de ser una fonte eléctrica aleatoria, ao estar incluída no réxime especial --por tratarse de electricidade procedente de fontes renovables -, absorbe toda a electricidade procedente de devanditas fontes. Isto obriga a adaptar a xeración do resto de fontes de electricidade a ambas.
Canta máis electricidade prodúzase dos aeroxeradores e dos paneis solares, maiores desequilibrios terán que afrontar os xestores da rede de abastecemento. Por unha banda, terán que ter cada vez máis enerxía na reserva paira poder facer fronte á demanda eléctrica en ausencia de vento ou enerxía solar. Doutra banda, nun momento dado, o consumo eléctrico pode chegar a xerar máis electricidade da necesaria. Isto suporía un problema moi grave, xa que aumentaría a tensión da rede en exceso.
Por tanto, a demanda eléctrica que se pode satisfacer por estas vías é limitada. Juan Carlos Amasorrain, compañeiro de Barrena, estableceu este límite nun 40%. Se respondesen a unha demanda superior, sería moi difícil equilibrar as fluctuaciones co resto de fontes eléctricas.
A maioría das solucións paira acumulalas
Así, parece beneficioso paira o medio ambiente pero prexudicial paira a rede eléctrica. E tampouco é iso, xa que se poden tomar medidas paira dar a volta á situación. Barrena e Amasorrain explicaron os arranxos realizados na rede e o que esperan facer no futuro.
Una solución sería regular a electricidade xerada por estas dúas vías e en función da demanda. Segundo Barrena e Amasorrain, isto non é consecuencia dunha incapacidade técnica: "Existen ferramentas electrónicas que poderían servir paira iso, por exemplo, paira fornecer a metade da potencia que se está fornecendo nun aeroxerador". Hoxe en día, con todo, non se fai así, porque están legalmente autorizados paira vender na rede toda a electricidade que xeran. "Non é lóxico vender 60 cando se pode vender 100", precisou Barrena.
Outra solución sería acumular electricidade cando se xera máis do necesario, cando se produce menos do suficiente. Na actualidade, a técnica máis utilizada paira o almacenamento eléctrico é a dos sistemas hidráulicos de bombeo, centrais hidroeléctricas con dous encoros conectados. Así, cando se xera máis do suficiente en centrais eólicas ou fotovoltaicas, este exceso de electricidade utilízase paira bombear a auga dun encoro a outro destes sistemas. Na península Ibérica pódense xerar máis de 15 gw de auga acumulada neste tipo de sistemas.
Nestes casos, non se acumula a electricidade propiamente dita, senón o recurso que a xera. No entanto, tamén se están desenvolvendo baterías de almacenamento eléctrico paira a rede de abastecemento. Segundo Barrena, está a desenvolverse sobre todo en Xapón e Estados Unidos.
Explica que a situación aquí é moi diferente: "Aquí aínda non hai ningún sistema deste tipo, pero nun período aproximado de dez anos, eu creo que empezamos a ver". De feito, ambos os investigadores advertiron que os sistemas hidráulicos de almacenamento de enerxía existentes na actualidade non permiten almacenar moita máis enerxía, e que as previsións apuntan a que as enerxías eólica e fotovoltaica seguirán aumentando.
Existe aínda una enerxía renovable que se difundiu moi pouco e que realiza certos almacenamentos sen necesidade de baterías, como a enerxía fototérmica ou a enerxía solar térmica. Nestes sistemas, mediante un conxunto de espellos (denominados heliostatos) que recollen a enerxía solar nun punto determinado, utilizan toda esta enerxía paira converter en líquido os sales de sodio que conteñen nun circuíto. A enerxía acumulada dos sales en estado líquido utilízase paira evaporar a auga e a electricidade xérase facendo pasar o vapor por unhas turbinas.
O tema do almacenamento eléctrico ha levado a Barrena a unha reflexión: "Se a acumulación aumenta, ao final o concepto de rede eléctrica cambia: agora, inevitablemente, o que se consome e o que se produce, pero no momento en que introducimos a posibilidade de acumulación, podemos ir acumulando a medida que o xeramos e cando a demanda sobe podemos utilizar o acumulado paira dar resposta á demanda".
Necesidade de garantir a calidade da electricidade
Amasorrain e Barrena tamén mencionaron a necesidade de garantir a calidade da electricidade. De feito, a electricidade que se move na rede eléctrica debe ter una calidade mínima: o fluxo debe ser o máis constante posible, a tensión debe estar entre certos intervalos, etc.
Debido a que a electricidade xerada a través dos aeroxeradores e os paneis solares é tan fluctuante, ás veces prodúcese máis electricidade que a que se está consumindo en determinadas zonas. A introdución deste exceso de electricidade na rede suporía un aumento da tensión na rede. Nesta situación desconectan os dispositivos emerxentes.
Para que a solución non sexa a desconexión, desenvolvéronse sistemas electrónicos de control e cambio de potencia eléctrica e estanse desenvolvendo novos sistemas. Son os chamados sistemas de electrónica de potencia. Barrena e Amasorrain mencionan dous dispositivos deste tipo: FACTS (sistemas de transmisión flexible de corrente alterna) e custom power. Os primeiros utilízanse na rede de transporte de electricidade paira regular os fluxos de potencia, é dicir, paira controlar os cambios de fluxo.
Os segundos incorpóranse á rede de distribución. Son os que se utilizan en centrais eólicas e fotovoltaicas paira mellorar a calidade da electricidade: regulación dos niveis de tensión, mellora da eficiencia, etc.
Ademais de na rede, estes dispositivos poden ser utilizados por usuarios particulares paira garantir a calidade da electricidade que reciben. Amasorrain aclárao cun exemplo: "Supoñamos una empresa que fabrica papel de aluminio. Paira a fabricación deste papel facemos pasar un gran palanquillo de aluminio por varios rodetes, obtendo finalmente papeis longos dunhas poucas micras de espesor que recollemos en rolos. Se a rede eléctrica interrómpese nun momento ou se a cantidade de electricidade diminúe nun momento dado, aínda que sexa nun momento moi curto, todo o sistema desestabilízase e o traballo de varias horas desfaise. Pois os custom power evítano porque eliminan as posibles carencias".
Existen, por tanto, medios técnicos paira evitar ou resolver os problemas derivados da integración das enerxías eólica e fotovoltaica na rede actual, e manter a calidade da rede. Con todo, o grao de utilización é outro aspecto, xa que as autoridades determinarán o avance das diferentes fontes de enerxía renovables en base a razóns económicas e políticas máis aló dos recursos tecnolóxicos.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
