Los científicos estudian el impacto de las renovables y el comercio de energía en las fluctuaciones de frecuencia de la red eléctrica

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El estudio, publicado en Nature Energy, analizó la fiabilidad del suministro eléctrico después de dividir redes más grandes en células autónomas más pequeñas, las llamadas microrredes.

Una microrred, por ejemplo, permitiría a aldeas aisladas utilizar energías renovables instaladas en su proximidad, en lugar de depender de la red mas cercana de mayor tamaño para obtener energía.

El equipo internacional de científicos se preguntó: ¿Tienen las energías renovables un impacto tan negativo en la frecuencia de la red como a veces dicen los críticos? ¿Qué posibilidades hay de que se produzcan grandes desviaciones que sean, por lo tanto, arriesgadas con respecto a la frecuencia de referencia? ¿Cuáles serían los desafíos que plantean las energías renovables a la red eléctrica y sus operadores?

Para responder a estas preguntas, se recopilaron datos de usuarios de diferentes tamaños en Francia, Alemania, el Reino Unido, Finlandia, Mallorca y EE. UU.

Las redes eléctricas europeas operan a 50Hz. Si se extrae energía adicional de la red, entonces la frecuencia disminuye durante un corto período de tiempo, hasta que se proporciona energía adicional. Los generadores utilizados por las energías renovables también pueden provocar fluctuaciones de la red, debido a las diferencias de radiación del sol a lo largo del día y la velocidad a la que sopla el viento, por ejemplo.

Son estas fluctuaciones de alrededor de 50Hz las que los críticos dicen que pueden dañar los dispositivos electrónicos sensibles.

 

Resultados inesperados

Los resultados de la red alemana mostraron que hubo fluctuaciones significativas cada 15 minutos, el período de tiempo en el que las centrales eléctricas acuerdan un nuevo suministro de energía a través de un nuevo contrato de energía. Por lo tanto, sus primeros hallazgos indicaron que el comercio de energía tuvo un impacto significativo en las fluctuaciones de energía. Se encontraron resultados similares para la red de Estados Unidos.

Además, las desviaciones aleatorias de 50 Hz no siguen la distribución normal. Para comprender las observaciones realizadas y planificar una red de energía totalmente renovable, los científicos crearon un modelo matemático para la red eléctrica que calculó el tamaño de las fluctuaciones que se esperaban, dependiendo del tamaño de las regiones. El modelo ayuda a clarificar el impacto de las energías renovables.

Lo que encontraron fue que las redes más pequeñas, especialmente en Mallorca pero también en la red de Estados Unidos, mostraron una mayor desviación de frecuencia que las redes más grandes, como por ejemplo, la red continental europea.

Benjamin Schäfer, uno de los autores del estudio, dijo: “Nuestro estudio indica que la división de una red grande, como la red europea, en pequeñas microrredes dará lugar a mayores desviaciones de frecuencia. Las microrredes son, por lo tanto, solo son una buena opción si las regulaciones de frecuencia actuales son menos estrictas “.

Al comparar diferentes regiones, la investigación mostró que una mayor proporción de la generación renovable dio lugar a mayores desviaciones de frecuencia. EE. UU., por ejemplo, tiene un porcentaje mucho menor de generación eólica y solar que el Reino Unido, y muestra desviaciones de frecuencia menos pronunciadas.

Los científicos concluyen que se requiere una adaptación inteligente de los consumidores y productores a la frecuencia de la red para incluir generadores renovables adicionales. Por ejemplo, podrían crearse incentivos para consumir más energía.

“Reino Unido es algo especial ya que tiene un componente mucho más alto de contribución de energía eólica, y también tiene una red global más pequeña que el resto de Europa. Aún así, las fluctuaciones de frecuencia causadas por el comercio de energía parecen ser al menos tan relevantes como las fluctuaciones causadas por las energías renovables”, dijo el profesor Beck.

 

Artículo escrito por Frederic Brown