Vuit conceptes elèctrics clau

La generació hidràulica és la que s’ajusta més fàcilment, obrint o tancant la vàlvula de la central. La generació de cicle combinat amb gas pot modular-ne la potència sempre que estigui dintre dels seus paràmetres d’eficiència, (50% a 100% de potència). L’energia nuclear és la que té més dificultat per ajustar la producció, car baixar la potència implica perdre eficiència, el combustible es gasta de forma menys homogènia, i això provoca desigualtats i afecta l’eficiència i el programa de recàrrega de combustible. Finalment, hi ha les energies renovables eòlica i fotovoltaica que poden reduir la seva potència de forma electrònica, forçant menys eficiència, i es poden desconnectar fàcilment de la xarxa si convé. Una central nuclear amb 1.000 MW equival a 200 centrals fotovoltaiques de 50 MW, per la qual cosa són molt més gestionables les energies renovables que l’energia nuclear.

Potència amb inèrcia.

Els grans generadors, com els nuclears, tenen conjunts turbina de vapor-generador amb un pes de 5 tones girant a 1.500 rpm. Això els dona molta inèrcia, però cal posar-la en referència a la potència que aporta. Una turbina de central nuclear té una gran inèrcia de 10.000.000 kg/m² i una inèrcia efectiva a la xarxa de 120 s. Mentre que un parc de 200 turbines eòliques de 5 MW que generin els mateixos 1.000 MW de la central nuclear té una inèrcia mecànica total de 179.664.000 kg/m², 18 vegades superior, però necessiten una inèrcia virtual perquè els aerogeneradors estan lligats elèctricament, no mecànicament.

Energia activa i reactiva.

L’energia reactiva, al contrari de l’energia activa (llum, calor, moviment), és un component de l’energia elèctrica provocat per les bobines (motors, transformadors, llums fluorescents...). Comporta problemes a la xarxa com pèrdues elèctriques, anant i tornant entre generadors i receptors, augmentant el corrent total que circula pels cables i generant pèrdues per efecte Joule (calor). L’energia reactiva ocupa espai a la xarxa, fent-la més petita. És com una artèria que té colesterol. L’excés de reactiva pot provocar caigudes de tensió (Óscar Puente s’hi va referir fa setmanes en les línies de tren AVE). Una mala gestió de reactiva pot provocar que la xarxa entri en ressonància i sigui catastròfica. Els generadors síncrons tenen la capacitat de netejar la reactiva de la xarxa, però els generadors digitals (inversors) la tenen menor. Per tant, una xarxa renovable necessita que tinguin un complement condensador a la xarxa per mantenir-la neta d’energia reactiva.

Generador síncron i asíncron.

Els alternadors síncrons tenen la velocitat de rotació sincronitzada amb la freqüència de la tensió de la xarxa, i això fa que la màquina mantingui una velocitat constant. Tenen un sistema d’excitació que alimenta al rotor. Un dels avantatges d’aquests generadors és el control de l’energia reactiva mitjançant la regulació de l’excitació. Això permet injectar o absorbir energia reactiva de la xarxa per mantenir-la estable. Un generador síncron manté la tensió estable encara que variï la seva càrrega (demanda). Per contra, els asíncrons no tenen aquesta capacitat i connecten a la xarxa amb inversors electrònics.

Ressonància.

En una xarxa elèctrica la ressonància es produeix quan els elements inductius (bobines de motors i transformadors) i capacitatius (condensadors) d’un circuit interactuen de manera que, a una determinada freqüència (de ressonància) provoca oscil·lacions excessives de tensió o corrent dins la xarxa. La ressonància, tant si és en sèrie com en paral·lel, pot fer que en un punt i moment determinat deixi de passar corrent, amb un augment sobtat d’intensitat, sobreescalfant components de la xarxa o amb un augment sobtat de tensió, desequilibrant els circuits elèctrics. Pot ser una pista del que va passar dilluns. Recordem que a una bona part d’Espanya hi ha una generació notablement fotovoltaica amb poc control de reactiva i sense emmagatzemament.

Emmagatzemar.

Avui la màxima capacitat d’emmagatzemar electricitat es fa amb centrals de turbina bomba. Aquestes centrals (Estany Gento) tenen dos vasos d’aigua, un de superior i un altre inferior. Quan es necessita electricitat l’aigua es turbina cap al vas inferior. Quan sobra electricitat, l’aigua del vas inferior es bombeja cap al vas superior. El rendiment d’aquestes centrals és molt elevat, del 75% i és la millor tecnologia per emmagatzemar grans quantitats d’energia elèctrica. En el moment de l’apagada la xarxa estava bombejant (emmagatzemant) 3.000 MW. El potencial per emmagatzemar a Catalunya és de més de 6.000 MW en centrals reversibles basades en pantans existents. Les bateries també són una solució. El PNIEC preveu 23.000 MW de cara a l’any 2030.

Gestor de la xarxa.

REE és el gestor que decideix quanta electricitat s’exporta o s’importa, quanta energia hidràulica hi ha, quant bombeig es fa servir, quantes centrals nuclears són imprescindibles, quants cicles combinats han d’estar en marxa, i quants parcs fotovoltaics o eòlics han d’estar aturats (el ‘curtailment’). REE té una experiència històrica notable. Quan manca o sobre energia, ho resolen les centrals que estan en regulació primària, són les que tenen marge per generar més o menys electricitat de forma automàtica. Després entra la regulació secundària que són les centrals que poden variar la càrrega en segons. Finalment, entren les centrals en regulació terciària que estan de guàrdia per entrar en uns quants minuts.

Notícies relacionades

Així és el MBA català que porta ja onze edicions obrint noves oportunitats a professionals de diferents sectors

¿Qui són els candidats a succeir el papa Francesc? Llista de cardenals ‘papables’

Generació de preus.

Quan el gestor de la xarxa ha determinat quines tecnologies intervenen en la generació de demà, el responsable del mercat, OMIE, posa en marxa la llotja de preus elèctrics per formar el preu majorista. El preu marginal. A aquest preu s’hi han de sumar altres preus com els de regulació secundària que es paga fora del mercat diari. També hi ha els pagaments per restriccions tècniques a generadors que són obligats a produir per garantir la seguretat i estabilitat del sistema. Tots aquests components, preu de mercat, regulació secundària, pagaments per capacitat, pagaments per restriccions tècniques, ajudes insulars, pagament per distribució i transport elèctrics, amortització de dèficits anteriors i bo social, fan que el component dels peatges sigui una part important de la factura elèctrica.