ENERGIAS RENOVABLES Y LA CALIDAD ELECTRICA Por: John

ENERGIAS RENOVABLES Y LA CALIDAD
ELECTRICA
indirectamente por medio de una fuente
que, en principio es inagotable.
Por:
John Claverley, Bovis Lend Lease SA,
Asesor Técnico del Centro Español de
Información del Cobre (CEDIC)
Las tecnologías renovables han estado en
uso desde los principios de la electrificación
– la hidro-eléctrica es un ejemplo (aunque
muchas veces no considerado así)
Las energías renovables son cada día más
demandadas y necesarias pero con ellas
puede llegar más contaminación a nuestras
redes. Es imprescindible que aprendamos a
vivir con estas fuentes dado que serán la
solución del futuro.
No obstante, en los últimos 40 años se ha
llegado
a
considerar
“renovables”
tecnologías como la eólica, energía solar,
bio-masa, derivado de las olas del mar o
sistemas parecidos.
De todos los sistemas, hoy el más obvio,
dado su impacto visual, es el eólico.
Según el World Energy Assessment
publicado por el Consejo Mundial de
Energía en 2000, la energía eólica puede
llegar a contribuir entre 231 y 640x1018J al
consumo global aunque entonces habría
menos de 0,1% de esta cantidad derivados
de esta fuente. El reto global antes del
2.020
es
11x1018J,
es
decir
aproximadamente 5% del total posible
disponible.
foto: www.infoeolico.com
En numerosas ocasiones es planteada la
misma cuestión ¿van a ser las fuentes
renovables el futuro para la demanda global
de energía?. La respuesta es clara, no hay
otra posibilidad. Aparte del problema del
futuro agotamiento, el crecimiento del coste
de fuentes basadas en carbón propicia cada
día más el uso de fuentes alternativas.
¿De que fuentes podemos estar hablando?
En términos eléctricos,
una fuente
renovable es la que deriva su potencial para
generar electricidad, directamente o
Como referencia, otras fuentes tienen, en
principio, mayor potencial – como por
ejemplo energía solar – directamente
mediante
células
fotovoltaicas
o
indirectamente mediante el efecto térmico
del sol (potencial de hasta 50.000x1018J
aunque para el año 2.020 el objetivo es sólo
tener 1,3x1018J aprovechado.
Hoy en día la red eléctrica española puede
derivar aproximadamente 3% de su
demanda desde fuentes eólicas, aunque
hay más de 8.000MW (casi el 20%) de
potencia instalada. Sin embargo, Red
Eléctrica Española informa que “La
producción de energía eólica presenta
algunas
singularidades,
derivadas
fundamentalmente de su carácter no
gestionable, que obliga a disponer en el
sistema de reservas de potencia suficientes
en todo momento, procedentes de otras
fuentes de energía.
Esta particularidad exige la optimización de
las funciones de previsión, monitorización y
control de este tipo de generación...”
Según el Instituto para el Desarrollo del
Ahorro de la Energía (IDAE) aunque en
España, todavía sólo el 3% de la energía
consumida proviene de parques eólicos hay
zonas – como ejemplo estrella, Navarra,
donde el 20% del consumo procede del
viento.
Una vez entendido que la disponibilidad de
energía eléctrica derivada de fuentes
eólicas va a seguir creciendo en nuestro
mercado, y cada vez se va a ver más estos
Parques adornando nuestro paisaje, hace
falta entender y analizar los posibles
problemas que estos pueden imponer a la
red.
Aunque un generador eólico puede existir
en vacio, sin conexión a la red, lo habitual
es considerar una instalación donde haya
mas de un generador conectado a la red
pública – es decir, el clásico Parque Eólico.
En estos casos, es habitual que el Parque
incorpore
interconexiones
entre
generadores
y
transformación
a,
habitualmente, 20kV como parte de la
instalación. Los generadores individuales
normalmente funcionan a voltajes inferiores
a 1.000V.
El generador puede ser tanto síncrono como
asíncrono y ambas soluciones están
contempladas por la Normativa que rige la
conexión de dichos generadores a la red
eléctrica. Sin embargo, los más habituales
son generadores asíncronos por su eficacia
y relación coste/ rendimiento.
El RD 2818/ 1998 y el Orden del 5 de
septiembre de 1985 especifican las
condiciones bajo los cuales se puede pedir
autorización para conectar un generador a
la red. Se establece unos limites de tamaño,
y criterios de generación. Por ejemplo la
variación en voltaje no puede exceder 5% y
la potencia de cada generador no puede ser
superior al 5% de la potencia de corto
circuito en el punto de conexión común para
evitar fluctuaciones en voltaje. Además, la
conexión no puede ser realizada hasta que
la velocidad no esté dentro de ciertos
límites.
No obstante, y aunque se respeta esta
Normativa,
la
fuente
eólica
es
intrínsecamente inestable y puede ser el
origen de perturbaciones importantes en la
red. Estas perturbaciones son más notables
en las cercanías del punto de conexión y en
zonas donde hay una mayor acumulación
de inyecciones de potencia derivada de
estas fuentes se aprecia todavía más.
En la mayoría de los casos, las
instalaciones donde más se aprecian estas
perturbaciones son donde el Parque se
conecta a un parte “débil” de la red. Un
parte débil existe donde hay una baja
capacidad de transporte en la red,
situaciones que tradicionalmente ocurren en
zonas remotas y/ o poco habitadas – y
situaciones que desafortunadamente son
algunas de los más habituales para
instalaciones de este tipo.
Las perturbaciones más habituales se
derivan de aerogeneradores asíncronos que
provocan distorsiones en voltaje, frecuencia
dada su inyección de armónicos en la salida
del generador. Así mismo, como la
velocidad de rotación es, por defecto,
inestable, el grado de perturbación tampoco
es estable, por lo que es más difícil de
atenuar.
En estos casos, la red puede exhibir
variaciones intermitentes como el “flicker”
(parpadeo). Las medidas necesarias para
resolver estos fenómenos incluyen refuerzo
de la red de transporte, y mejoras en los
equipos de control incorporando técnicas de
electrónica de potencia y asegurando unas
conexiones “suaves” a la red mediante
tiristores.
Sin embargo el desarrollo continuo de la
tecnología ayuda a mejorar la situación.
Innovaciones en la electrónica, la existencia
de palas de mayor diámetro de rotor que
permitan una mayor área de barrido y torres
más altas para aprovechar mejor el viento
sin fluctuaciones entre palas ayudan a la
calidad de la energía saliente. Además
mejoras en la predicción de vientos ayuda al
operador conocer con mucha más certeza
cuánto y cómo se va a inyectar potencia de
origen eólico.
Para más información sobre energías
renovables y soluciones a la calidad
eléctrica se puede acudir a la “Guía de
Calidad de la Energía Eléctrica” distribuida
por el Centro Español de Información del
Cobre (CEDIC) bajo la Iniciativa Leonardo
de la Comunidad Europea (LPQI) y su
página web:
www.lpqi.org
www.leonardo-energy.org
Referencias y agradecimientos adicionales:
Instituto para la Desarrollo del Ahorro de la
Energía (IDAE)
www.idae.es
Red Eléctrica Española
www.ree.es
Danish Wind Industry Association
www.windpower.org/es
Portal de Información sobre Energía
www.infoenergia.com
Portal de Información sobre Energía Eólica
www.infeolica.com
Portal de Información sobre Energía Solar
www.solarweb.net
Gamesa Eólica S.A.
www.gamesa.es