GENERACIÓN CONVENCIONAL EL SISTEMA ELÉCTRICO. GENERACIÓN CONVENCIONAL Y GENERACIÓN RENOVABLE. VICTORIANO CASAJÚS DÍAZ

El sistema eléctrico de potencia Energía primaria Combustible fósil Combustible vegetal o desecho Reacción nuclear Agua Viento Sol (Otros) CO2 Imagen: REE

c.a. Características del sistema eléctrico de potencia actual Demanda Suministro continuo Facilidad de transformación con rendimiento elevado Múltiples aplicaciones Seguridad Capilaridad Elevado índice de calidad de suministro Generación Facilidad de obtención Rendimiento global bajo (<60%) Economía de escala al concentrar la producción Red de transporte c.a. No almacenable  Equilibrio gen/demanda  Sistema programado y controlado en tiempo real

¿Esto resuelve el problema? ¿Existe un “problema” en el sistema eléctrico actual? Rendimiento de las máquinas eléctricas Transformador > 99% Alternador > 98% Motor > 80% Red de transporte – pérdidas 1-2% Red de distribución – pérdidas 8% Rendimiento de los ciclos térmicos Térmica convencional (Rankine) 30-34% Turbinas de gas (Brayton) 33% Ciclo combinado (Brayton+Rankine) >40% “60%” “Solución renovable”  si se dispone de un combustible gratis e inagotable a escala humana, el rendimiento del ciclo térmico sería indiferente,además de resolver el problema del agotamiento de los combustibles actualmente utilizados … ¿Esto resuelve el problema? Eficiencia Instalaciones concentradas Alto grado de carga

f Potencia y energía: necesidad de recursos de control Funcionamiento seguro y estable Calidad de suministro Continuidad de suministro Calidad de onda Demanda Previsión (Gestión) (Ahorro y eficiencia) V3 f Generación Programación Control de tensión Control de frecuencia V2 V1 Sistema eléctrico en corriente alterna Control síncrono Potencia de cortocircuito Recurso primario Garantía de potencia Imagen: REE

Recursos del sistema y escala de tiempos Generación Control de tensión (<1s) Inercia: respuesta mecánica solidaria (<1 s) Control primario f/P automático (<30 s) Control secundario f/P automático (<15m) Control terciario por despacho (<3h) Programación de la generación (1d) (Reposición de servicio) Demanda (Gestión) Tiempos de arranque Nuclear – 7 días Carbón – 12 horas Fuel/gas – 8 horas Ciclo combinado – 4 horas Hidráulica – minutos Eólico – minutos (?) Recurso primario Instalación de nuevas plantas e infraestructuras (x años) Planificación Desarrollo de la red (x años)

El modelo de transición ¿Es lo mismo? Generación Concentrada Agrupada Red Demanda

El modelo de transición (II) Exigencia: Mantenimiento calidad de suministro Generación no autónoma (necesita un sistema de respaldo para funcionar) No incrementa la independencia energética (salvo recurso térmico propio) Garantía de potencia a costa de incrementar generación térmica (factor 0,9) Pérdida de eficiencia Incremento de las necesidades de control (generación no programable) Reducción de los recursos de control Incremento del riesgo de operación por causas ajenas al sistema eléctrico Modelo insostenible

Dispersión y reducción de los recursos de control   Recurso primario Almacena- miento Modo Garan- tía de poten- cia Programa- ción Control de tensión Inercia Reg primaria Reg secundaria Reg terciaria Hidráulica Renovable Como energía potencial Síncrono Sí Térmica carbón Carbón Agotable Como recurso primario Térmica nuclear Uranio Sí(Normalmente no utilizado) No Térmica ciclo combinado Gas natural Termosolar Energía solar Transformado (Baterías, tanques de sales) Sí/No Fotovol- taica Asíncrono (cc) Previsión Eólica Viento disponibilidad ligada al recurso primario agotamiento de los emplazamientos

Demanda y generación 10.03.10 Fuente: REE Ciclo combinado Hidráulica Cogeneración

BANDAS PARA LA CONFIGURACION DE UN “MIX” VIABLE BANDAS PARA LA CONFIGURACION DE UN “MIX” VIABLE. COBERTURA DE LA PUNTA DE DEMANDA. Solo nuclear, por inercia (34.000 MW Solo térmica por inercia (59.000 MW Nuclear mas carbón por regulación primaria. (Entre 38.00 MW y 57.000 MW, dependiendo de la exigencia de frecuencia. 29 % - 44 % 38.000 MW - 57.000 MW 46 % 59.000 MW 26 % 34.000 MW

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO PARA UN “MIX” VIABLE La demanda debe ser cubierta con todos los tipos de generación existentes en las proporciones adecuadas. Al menos un 50% - 60% de la generación en servicio ha de ser del tipo turbina de vapor e hidráulica. La proporción de centrales con comportamiento asíncrono y que no aporten servicios complementarios al sistema tiene un límite técnico en cada momento de funcionamiento del mismo La ubicación de las centrales no es indiferente, debería diversificarse, situándose en zonas próximas al consumo Podría ser interesante la realización de centrales de trabajo en punta y para regulación, con respuesta rápida para cubrir de forma parcial o total la reserva secundaria en apoyo a la hidráulica, que cada vez tendrá menos peso específico en la generación y regulación del sistema.

¿Dónde estamos? No se ha abandonado el modelo síncrono interconectado No se han planteado modelos alternativos a gran escala o bien los que se plantean preconizan el fin de la civilización urbana al no poder atender a demandas concentradas Todas las nuevas formas de generación se integran en el modelo eléctrico existente Se está alcanzando el límite tecnológico (margen de funcionamiento del sistema síncrono) Se están empezando a cuestionar los ahorros energéticos de las renovables que requieren respaldo térmico convencional ¿Quién construye y financia el respaldo térmico en países con generación no planificada? Implantación de conceptos de ahorro y eficiencia energética y de gestión de la demanda

¿OTRO SISTEMA A DESARROLLAR? El futuro A medio plazo Continuidad de las tecnologías existentes A largo plazo … hay que resolver el problema o renunciar a nuestra forma de vida, por lo que es inmediato y urgente investigar sobre nuevas formas de: Almacenamiento y desacoplamiento de la generación asíncrona Mejora en los rendimientos de la captación solar Control de los sistemas interconectados con aporte asíncrono ¿OTRO SISTEMA A DESARROLLAR?