Los retos de red eléctrica tras el apagón

El balance entre la producción y demanda eléctrica debe ser casi perfecto en todo momento para conservar el óptimo del valor de la frecuencia, pues una mínima desviación de esta puede colapsar el sistema. Por tanto, el Sistema Eléctrico para ser estable requiere de unos requisitos técnicos que incluyan un 'Sistema de Control y el Mantenimiento de los valores de Tensión y de Frecuencia', que solo es efectivo en los sistemas síncronos. Los generadores rotatorios presentan gran inercia mecánica a los cambios bruscos en la frecuencia ante desequilibrios entre generación y demanda eléctrica y la liberan cuando se necesita, mitigando el impacto de fallos en la generación, permitiendo a su vez el equilibrio necesario para que los generadores sigan en todo momento a la demanda bien cuando aumenta como cuando disminuye, gracias a que la capacidad de regulación de los alternadores es muy alta y su velocidad de respuesta satisfactoria. La inercia es un mecanismo de protección del sistema eléctrico. Es la esencia de la 'estabilidad' de la red.

Esta es una característica de los generadores convencionales de energía eléctrica y, sobre todo, los reactores nucleares. De la magnitud de las fluctuaciones de la demanda de energía, de la frecuencia de éstas y de la capacidad de respuesta del conjunto de los generadores depende que el sistema sea capaz de mantener su estabilidad y que las máquinas conserven el sincronismo entre ellas o, al contrario, se produzca una pérdida generalizada de estabilidad, conduciendo el sistema al colapso. La señal de que el sistema está en equilibrio estable es que la frecuencia permanezca constante, dentro de un rango muy limitado de (50 Hz), de variación admisible. Cuando se rompe el equilibrio generación-demanda la frecuencia cambia: sube si hay exceso de generación y baja si hay un exceso de demanda. En esta estrecha relación se basan los sistemas de control del desequilibrio, y por ello se conocen como 'regulación potencia-frecuencia'. El equilibrio del sistema exige mantener cierta proporción entre las máquinas convencionales (síncronas): turbinas hidráulicas, turbinas de vapor (calderas de combustibles fósiles carbón, gasoil o fueloil), máquinas de combustión interna (grupos diésel y turbinas de gas, reactores nucleares, ciclos combinados turbina de gas y turbina de vapor, frente a las asíncronas: renovables (fotovoltaica y eólica).

El mix energético debe tener un peso importante de generación con aporte de inercia y regulación, pues el comportamiento asíncrono de fotovoltaicas y eólicas en el sistema tiene un límite técnico en cada momento de funcionamiento. Es necesario disponer de un mayor peso de centrales (síncronas) para cubrir con su energía la indisponibilidad de las no gestionables por falta de recurso primario, pues estas funcionan un número limitado de horas al año. Se estima que al menos un 50%-60% en la generación del tipo 'turbina de vapor e hidráulica' debe estar presente. Una mayor proporción de generación con turbinas de vapor permite una mayor generación de energía no gestionable.

Técnicamente existen dos tipos de regulación de potencia: A) La respuesta mecánica de las propias máquinas rodantes que almacenan energía cinética por su inercia y que pueden aportarla en un momento dado, antes de la actuación de los sistemas de control; B) La respuesta controlada de estas máquinas rodantes dotadas de reguladores automáticos para el voltaje (AVR) y de reguladores automáticos para el motor. Los AVR son dispositivos electrónicos que monitorean continuamente el voltaje de la salida de generador y lo comparan con un valor de referencia. Si detectan desviación, ajustan automáticamente la corriente de excitación del generador, regulando el voltaje, asegurando que se mantenga dentro de un límite seguro y predefinido. La regulación del motor es la respuesta individual de cada alternador que trata de recuperar el equilibrio cuando detecta variaciones de la potencia de referencia o cambios de velocidad de la turbina, actuando en unos segundos.

La fotovoltaica y los modernos aerogeneradores no están conectados a la Red a través de ejes rotatorios, disponen de distintos algoritmos de control conectándose mediante convertidores electrónicos de potencia. Significa que no están 'acoplados' físicamente a la red y por tanto no aportan inercia natural y no estabilizan al sistema. Estos dispositivos electrónicos transforman la energía eléctrica de una forma a otra, alterando sus características como tensión, corriente o frecuencia. También ajustan los niveles de tensión. La fotovoltaica no produce corriente alterna, no tiene onda, sino una fuente continua, precisando de inversores que generan corriente conocida como sintética, pero responden mal a los cambios de demanda. Los aerogeneradores de turbinas eólicas producen corriente alterna normalmente de baja tensión y frecuencia variable. Se utilizan inversores para transformarla a alta tensión y frecuencia constante para su incorporación a la Red. Tienen eje que gira despacio parándose cuando no hay aire. Carecen de inercia y no dan estabilidad al sistema.

En 20 años las renovables han sido retribuidas con 230.784 millones, según la Comisión Nacional de Mercado y la Competencia, con cargo a los españoles y el resultado ha sido el Gran Apagón. La Comisión Económica de Naciones Unidas para Europa (Unece) asegura en un reciente informe que la energía nuclear es la fuente eléctrica menos emisora de (GEI) gases de efecto invernadero, teniendo en cuenta su ciclo de vida o huella del carbono, incluso menos que cualquier tecnología renovable.

La propia Comisión, en su publicación 'Life Cycle Assesment of electricity generations options', sostiene que «el problema en España con las renovables es que no hay capacidad de almacenamiento. Hoy en día es inviable y los estudios están en una fase de desarrollo muy prematuros».