REAL

VICTORIANO CASAJÚS DÍAZ

EL SISTEMA ELÉCTRICO.

GENERACIÓN CONVENCIONAL Y

GENERACIÓN RENOVABLE.

REAL

El sistema eléctrico de potencia

Imagen: REE

Energía primaria

Combustible fósilCombustible vegetal o desechoReacción nuclearAguaVientoSol(Otros)

CO2

REAL

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

Características del sistema eléctrico de potencia actual

No almacenable Equilibrio gen/demanda Sistema programado y controladoen tiempo real

c.a.

REAL

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

¿Existe un “problema” en el sistema eléctrico actual?

REAL

Imagen: REE

Demanda

Previsión

(Gestión)

(Ahorro y eficiencia)Generación

Programación

Control de tensión

Control de frecuencia

Funcionamiento seguro y estableCalidad de suministro

Continuidad de suministroCalidad de onda

Recurso primarioGarantía de potencia

f

V1

V3

V2

Sistema eléctrico en corriente alterna

Control síncronoPotencia de cortocircuito

Potencia y energía: necesidad de recursos de control

REAL

Demanda

(Gestión)

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)

Recurso primarioInstalación de nuevas plantas e infraestructuras(x años)

Recursos del sistema y escala de tiempos

Desarrollo de la red

(x años)

Tiempos de arranque

Nuclear – 7 días

Carbón – 12 horas

Fuel/gas – 8 horas

Ciclo combinado – 4 horas

Hidráulica – minutos

Eólico – minutos (?)

Planificación

REAL El modelo de transición

Generación

Concentrada

Agrupada

Red

Demanda

¿Es lo mismo?

REALEl modelo de transición (II)

•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

•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

Exigencia: Mantenimiento calidad de suministro

REAL 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

Regsecundaria

Reg terciaria

Hidráulica Renovable Como energía potencial

Síncrono Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí

Térmica carbón

Carbón Agotable

Como recurso primario

Síncrono Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí

Térmica nuclear

UranioAgotable

Como recurso primario

Síncrono Sí Sí Sí Sí Sí Sí(Normalmente no utilizado)

No

Térmica ciclo combinado

Gas naturalAgotable

Como recurso primario

Síncrono Sí Sí Sí Sí No Sí Sí

Termosolar Energía solarRenovable

Transformado(Baterías, tanques de sales)

Síncrono No Sí Sí Sí Sí/No Sí/No Sí/No

Fotovol-taica

Energía solarRenovable

No Asíncrono(cc)

No Previsión Sí No Sí/No Sí/No Sí/No

Eólica VientoRenovable

No Asíncrono No Previsión Sí No Sí/No Sí/No Sí/No

disponibilidad ligada al recurso primario

agotamiento de los emplazamientos

REAL

Demanda y generación 10.03.10 Fuente: REE

Ciclo combinado Hidráulica Cogeneración

REAL

BANDAS PARA LA CONFIGURACION DE UN “MIX” VIABLE.

COBERTURA DE LA PUNTA DE DEMANDA. POTENCIA INSTALADA 2030

ESCENARIO CENTRAL

NUCLEAR; 20.000

CARBÓN; 22.000

CICLO COMB.; 26.000

HIDRÁULICA; 16.586

MINIHIDRÁULICA; 2.958

EÓLICA; 20.000

BIOMASA; 1.000RSI + RSU; 1.000

BIODIESEL; 2.000SOLAR; 6.900

COGENERACIÓN; 9.300

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

26 %34.000 MW

46 %59.000 MW

29 % - 44 %38.000 MW - 57.000 MW

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.

REAL

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.

REAL ¿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

REAL

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?