¿Cuáles son los objetivos de reducción de emisiones contaminantes?
La unión europea, a modo de objetivos globales hasta 2030 incluye un 40% en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero respecto a 1990 así como una cuota del 32% de energías renovables sobre el consumo total de energía bruta, un 32.5% de mejora en la eficiencia energética y un 15% de interconexión eléctrica entre los estados miembros y para 2050 entre un 90 y 95 % de reducción respeto a 1990.
En el caso de España, los objetivos del Plan de Energía y Clima establece una reducción de al menos el 20% de las emisiones y una mejora en la eficiencia energética del 32.5% y una presencia de las energías renovables sobre el uso final de la energía del 42% que aportan el 74% de la electricidad como forma de reducción drástica de las emisiones de gases contaminantes causantes del cambio climático, con el objetivo a largo plazo que en el año 2050 España sea un país neutro de carbono considerando que las renovables aporten el 100% de la electricidad.
Es decir, el sistema eléctrico debe pasar de un mix de generación basado en combustibles fósiles a uno basado en energías renovables.
¿Qué es necesario para que se realice este cambio?
La generación con energías renovables basadas en inversores difiere de la generación convencional según el control implementado y en la medida que imitan a los generadores síncronos, es decir, el comportamiento eléctrico de un inversor de autoconsumo no es el mismo que el comportamiento de un generador diésel o un generador de una central térmica, hay algunos cambios significativos:
La frecuencia es un parámetro representativo del balance entre la carga y la generación. La proliferación de la generación basada en inversores podría sugerir una evolución en el sistema desde un sistema en CA a uno en CC, es decir, si los paneles solares producen en corriente continua, ¿Por qué no hacer que todo el sistema eléctrico sea en corriente continua?
Por otro lado, la operación de un sistema sin generación síncrona (como las centrales de gas, nucleares…) se hace necesario el desarrollo de inversores capaces de crear la frecuencia de la red en lugar de un papel de ayuda al mantenimiento de la frecuencia en unos niveles adecuados, papel que tienen actualmente la mayoría de los inversores conectados a la red.
El análisis de algunos parámetros como las corrientes de cortocircuito es distinto respecto a la generación convencional, ya que los sistemas formados por múltiples inversores pueden volverse inestables mediante la interacción de sus controles. Del mismo modo el cálculo de la impedancia de cortocircuito se vuelve complejo ya que cada inversor muestra unas características particulares, al igual que las cargas deben ser correctamente modeladas si estas se basan en la electrónica de potencia.
En ausencia de generación síncrona, los inversores deben tener la capacidad de producir la correcta forma de onda de tensión y de mantener la frecuencia en un sistema aislado en caso de caída de la red para iniciar la restauración del sistema en caso de “blackout”. En resumen, la progresiva integración de las energías renovables hace necesario que estas tecnologías vayan proporcionando nuevos servicios a la red, como: regulación de frecuencia, respuesta inercial, control de tensión y arranque en negro, entre otras.
¿Pero solo con la evolución de la tecnología es suficiente?
La respuesta es no, las energías renovables tienen un problema: la intermitencia. La energía solar fotovoltaica no produce de noche, así como la eólica no produce sin viento. Para el desarrollo de las energías renovables, es necesario un almacenamiento masivo a gran escala. Este almacenamiento se puede llevar a cabo mediante:
Bombeo hidráulico:
Es una de las principales alternativas en este momento para el almacenamiento masivo de energía es el almacenamiento por bombeo, que en la actualidad supone el 97% de la acumulación de energía a escala de red. Los sistemas de bombeo hidráulico se componen de dos embalses a distinta altura conectados por una tubería o canal con una turbina hidráulica. Cuando hay exceso de producción, se bombea agua del embalse inferior al superior y cuando se necesita energía (por ejemplo por la noche) se turbina el agua desde el embalse superior al inferior.
Y ahora también con el almacenamiento en baterías virtuales.
De esta forma, con el desarrollo tecnológico adecuado y la acumulación necesaria, es posible un sistema 100% eléctrico renovable.
