How to Fix Renewable Energy’s Hidden Infrastructure Problem | WSJ Pro Perfected

Summary

La energía renovable, como la solar y eólica, ha creado problemas ocultos en la infraestructura de las redes eléctricas. Estos recursos carecen de la inercia rotacional inherente que proporcionan las plantas de energía tradicionales, lo que pone en riesgo la estabilidad de la red. Para abordar este desafío, se proponen soluciones como los inversores formadores de red, los condensadores sincrónicos y los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), que ayudan a mantener la estabilidad durante interrupciones. Con la creciente penetración de renovables, mejorar la infraestructura de la red será clave para evitar apagones generalizados.

Takeaways

• 😀 Las energías renovables, como la solar y la eólica, están generando un problema oculto en la infraestructura de las redes eléctricas, ya que no fueron diseñadas para soportarlas.
• 😀 Aunque las energías renovables son una parte cada vez mayor del suministro energético, la infraestructura de las redes no ha evolucionado para adaptarse a ellas.
• 😀 Los expertos en redes creen que las energías renovables contribuyeron a la severidad del apagón ocurrido en España y Portugal en abril.
• 😀 Las plantas de energía convencionales, como las de carbón y gas natural, tienen algo llamado inercia rotacional, que proporciona estabilidad a la red.
• 😀 La inercia rotacional de las plantas convencionales ayuda a mantener la estabilidad de la red si una planta se apaga, proporcionando tiempo de margen antes de que otras fuentes de energía entren en acción.
• 😀 Las energías renovables como la solar y la eólica no tienen inercia rotacional inherente, lo que aumenta el riesgo de apagones masivos.
• 😀 Una solución para la falta de inercia rotacional en las energías renovables es el uso de inversores formadores de red, que proporcionan inercia sintética.
• 😀 Los inversores formadores de red pueden funcionar de manera independiente y reaccionar rápidamente a cambios en la frecuencia de la red, lo que ayuda a mejorar la estabilidad durante las interrupciones.
• 😀 Los inversores formadores de red son efectivos para microredes, como instalaciones militares, pero no son tan eficientes para manejar grandes regiones interconectadas.
• 😀 Otra solución es el uso de condensadores sincrónicos, que son máquinas giratorias que proporcionan inercia rotacional adicional, imitando a las plantas convencionales.
• 😀 Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) también pueden ser una solución efectiva, ya que almacenan energía y la liberan cuando se necesita para estabilizar la red en caso de fallos inesperados.

Q & A

¿Cuál es el problema oculto relacionado con la energía renovable y la infraestructura de la red eléctrica?

El problema oculto es que las redes eléctricas, que distribuyen electricidad a hogares y negocios, no fueron diseñadas para manejar la energía renovable, como la solar y eólica. Aunque estas energías renovables representan una mayor parte del suministro, la infraestructura de la red no ha avanzado al mismo ritmo, lo que puede generar vulnerabilidades, como apagones.

¿Por qué las plantas de energía convencionales tienen una ventaja sobre las renovables en términos de estabilidad de la red?

Las plantas de energía convencionales, como las de carbón y gas natural, cuentan con algo llamado 'inercia rotacional', que ayuda a mantener la estabilidad de la red. Esta inercia ayuda a que la red se mantenga equilibrada incluso si una planta de energía falla, proporcionando un tiempo de buffer para que otras fuentes de energía entren en funcionamiento.

¿Qué es la inercia rotacional y por qué es importante para las redes eléctricas?

La inercia rotacional es la capacidad de una máquina, como una planta de energía convencional, de seguir girando cuando se le deja de aplicar energía. Es importante porque permite que las plantas de energía mantengan la frecuencia de la red estable. Si la frecuencia de la red cambia demasiado rápido, las plantas de energía pueden desconectarse para evitar daños.

¿Por qué la energía solar y eólica no proporcionan inercia rotacional?

La energía solar no genera inercia rotacional porque los paneles solares no están en movimiento, mientras que los aerogeneradores, aunque están girando, no giran a la velocidad necesaria para coincidir con la frecuencia de la red eléctrica.

¿Qué es un inversor que forma la red y cómo ayuda a mejorar la estabilidad de la red?

Un inversor que forma la red (grid-forming inverter) es una tecnología avanzada que proporciona inercia sintética a las fuentes de energía renovable. A diferencia de los inversores convencionales, que siguen la frecuencia de la red, los inversores que forman la red pueden operar de manera independiente, lo que permite a las fuentes renovables mantener la estabilidad de la red durante interrupciones.

¿Cómo funcionan los inversores que forman la red para ajustar la frecuencia de la electricidad?

Los inversores que forman la red convierten la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna a 60 Hz, ajustando electrónicamente la frecuencia de la electricidad. Pueden reaccionar rápidamente a los cambios en la frecuencia, lo que les permite ayudar a mantener la estabilidad de la red más eficientemente que las plantas de energía convencionales.

¿Cuáles son las limitaciones de los inversores que forman la red en comparación con las plantas de energía convencionales?

Los inversores que forman la red son muy efectivos para manejar microredes, pero tienen limitaciones cuando se trata de gestionar grandes áreas o regiones. Las plantas de energía convencionales tienen décadas de experiencia gestionando la estabilidad de grandes redes eléctricas, algo que todavía es un desafío con las tecnologías renovables.

¿Qué es un condensador sincrónico y cómo contribuye a la estabilidad de la red?

Un condensador sincrónico es una máquina rotativa grande, similar a una turbina de gas, que proporciona inercia rotacional adicional. Esta tecnología puede ayudar a compensar la falta de inercia en las fuentes de energía renovable, proporcionando estabilidad a la red eléctrica. Es ideal usarlo junto con un inversor que forme la red para mejorar la fiabilidad del sistema.

¿Cuál es el principal inconveniente de usar un condensador sincrónico en la red?

El principal inconveniente es que parte de la electricidad generada por la energía renovable se utiliza para hacer girar el condensador sincrónico en lugar de venderla directamente al mercado, lo que implica un costo adicional. Sin embargo, este 'costo de seguro' ayuda a asegurar que la red siga funcionando de manera estable.

¿Cómo ayudan los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) a mejorar la estabilidad de la red eléctrica?

Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) almacenan energía cuando hay excedentes y la liberan cuando ocurre una interrupción o cuando la demanda supera la oferta. Esto permite estabilizar la red durante apagones inesperados, ayudando a garantizar que la energía esté disponible incluso cuando otras fuentes de energía no puedan suministrarla.

¿Cuál es la tendencia actual respecto a los sistemas de almacenamiento de energía en baterías y su impacto en la red eléctrica?

El uso de sistemas de almacenamiento de energía en baterías ha aumentado significativamente en los últimos años debido a la caída en los costos de las baterías. Esta tecnología se está implementando en grandes cantidades a nivel mundial, lo que está ayudando a mejorar la resiliencia de la red eléctrica frente a interrupciones y a facilitar una mayor integración de energías renovables.

¿Qué es lo más importante para reducir el riesgo de apagones generalizados debido a la creciente penetración de energías renovables?

Lo más importante es seguir desarrollando y mejorando la infraestructura que soporta la energía renovable. A medida que las energías renovables se vuelven más prevalentes, es crucial diseñar un sistema que equilibre los beneficios y los desafíos de cada fuente de energía, para garantizar que la red sea más resiliente y confiable.