Seguridad de suministro en sistemas eléctricos con alto grado de participación de tecnologías renovables

Abstract

En el contexto actual de crecimiento, donde el camino hacia una economía menos intensiva en carbono está en las agendas de la mayoría de los países del mundo, el uso de tecnologías renovables se presenta como uno de los pilares en los que sustentar este nuevo escenario energético.

No obstante, el aumento del grado de utilización de estas tecnologías introduce importantes retos técnicos y económicos que deben ser considerados en su integración en el sistema eléctrico, en base a las diferencias existentes entre estas tecnologías y las plantas de producción eléctrica convencionales.

De este modo, una vez superados importantes retos para la integración en red de tecnologías renovables, como lo fue la respuesta ante huecos de tensión y la convergencia con los códigos de red, el presente trabajo analiza los siguientes retos en lo que la integración de tecnologías renovables en red se refiere, en aras de garantizar la seguridad de suministro que debe prevalecer ante cualquier otra circunstancia, dada la criticidad de la cobertura de la demanda eléctrica en la satisfacción de las necesidades de la sociedad actual:

- El control de tensión en las redes eléctricas (control potencia reactiva-tensión) en escenarios de alto grado de participación de tecnologías renovables, y cómo las limitaciones de estos generadores frente a los convencionales originan la necesidad de utilización de aquellos para el aseguramiento de la adecuada tensión de red.

La instalación de compensadores de reactiva (síncronos o estáticos) así como la implantación de reactancias en red se sitúan como alternativas al respecto.

- La disponibilidad de la necesaria inercia en el sistema que asegure su estabilidad (control potencia activa-frecuencia), y cómo el desmantelamiento de las plantas de producción convencionales reducirá de manera muy significativa la disponibilidad de inercia en el sistema.

Dicha inercia tendrá que ser compensada para asegurar la estabilidad del tiempo real, dada la limitada aportación de inercia de tecnologías como la eólica, donde el convertidor habitualmente utilizado se desacopla el generador de la red, con lo que no hay aportación natural primaria, o la solar, basada en electrónica de potencia y por tanto sin aporte de inercia.

La instalación de sistemas de inercia sintética o el uso de compensadores síncronos podrían dar respuesta a este reto fundamental, potencialmente exigible además en el futuro por los Operadores del Sistema de acuerdo con el Reglamento europeo 2016/631.

- Las configuraciones que serán necesarias en el futuro para hacer frente a la variabilidad del recurso renovable por definición, y por tanto previsiones del sistema para garantizar su estabilidad minimizando los vertidos renovables ante variaciones del recurso predecibles como impredecibles.

Respecto a las primeras, como ejemplo claro se encuentra el caso del recurso solar, donde la certidumbre en cuanto al cese del mismo al finalizar el día es muy elevada, situación que en un escenario como el actual no era tan relevante dado el pequeño porcentaje sobre la potencia instalada que representa la energía solar, pero que será determinante en el futuro considerando las previsiones de crecimiento de la tecnología. Respecto a las impredecibles, factores meteorológicos, como la nubosidad en el recurso solar o la fluctuación de la velocidad del viento en el recurso eólico, que originarán notables variaciones a las que el sistema eléctrico deberá hacer frente.

De esta forma, durante el presente trabajo se ha efectuado el análisis de cada uno de estos tres retos, desde su fundamento técnico a las soluciones potenciales existentes, haciendo énfasis en las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas e hincapié en las consecuencias económicas subyacentes, proponiendo cuál sería la mejor alternativa y las motivaciones de su selección.