Nuestra red eléctrica funciona a una frecuencia de 50 hertzios, generalmente generada por turbinas, por ejemplo, en centrales hidroeléctricas o de carbón, que giran a una velocidad de 50 revoluciones por segundo ". Cuando un consumidor usa más energía eléctrica del", explica Benjamin Schaefer del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización MPIDS en Goettingen y autor principal del estudio", explica la red eléctrica, la frecuencia de la red cae un poco antes de que un aumento de la alimentación de energía restablezca la frecuencia original.Las desviaciones del valor nominal de 50 hercios deben mantenerse al mínimo, ya que de lo contrario los dispositivos eléctricos sensibles podrían dañarse ".
La generación de energía renovable también causa fluctuaciones en la frecuencia de la red porque el viento no siempre sopla a la misma velocidad y las nubes alteran constantemente la alimentación de los sistemas fotovoltaicos. Una sugerencia frecuente para integrar generadores de energía renovable en la red eléctrica implica romper la red.en pequeñas células autónomas conocidas como microrredes. Esto permitiría a una comunidad con una unidad combinada de calor y energía y sus propios generadores eólicos y fotovoltaicos, por ejemplo, operar sus sistemas de energía de manera autónoma.
¿Pero qué impacto tendría esta división en celdas pequeñas y generadores renovables adicionales en la red eléctrica? Para responder a esta pregunta, los científicos de Forschungszentrum Juelich y MPIDS analizaron las fluctuaciones de frecuencia de la red en las redes eléctricas en diferentes regiones del mundo, y utilizandomodelos matemáticos, predijeron vulnerabilidades potenciales y sus causas.
Dos sorpresas en un análisis
En primer lugar, cotejaron mediciones de Europa, Japón y Estados Unidos. Luego, analizaron sistemáticamente los datos y se sorprendieron en dos cuentas: "La primera sorpresa fue que la cuadrícula mostró fluctuaciones particularmente fuertes cada 15 minutos", dice Dirk Witthautdel Instituto de Investigación de Energía y Clima de Juelich y el Instituto de Física Teórica de la Universidad de Colonia. "Este es el marco de tiempo exacto durante el cual los generadores en el mercado eléctrico europeo acuerdan una nueva distribución de la electricidad generada; esto altera cuántola electricidad se alimenta a la red y dónde. Al menos en Europa, el comercio de energía juega un papel clave en el equilibrio de las fluctuaciones de frecuencia de la red ".
La segunda sorpresa fue que las fluctuaciones estadísticas de la cuadrícula alrededor del valor nominal de 50 hertzios no siguen la distribución gaussiana esperada, que es una distribución simétrica alrededor de un valor esperado. En cambio, es probable que haya fluctuaciones más extremas. Utilizando modelos matemáticos, los científicos calcularonlas fluctuaciones esperadas según el tamaño de la cuadrícula y el grado estimado en que las fluctuaciones dependían de las energías renovables.
Power trading como factor clave
Una comparación de las regiones investigadas mostró que una gran proporción de energías renovables condujo a mayores fluctuaciones de la red. "Por ejemplo, la proporción de generación eólica y solar en el Reino Unido es mucho mayor que en los Estados Unidos, lo que lleva a mayores fluctuacionesen la frecuencia de la red ", explica Dirk Witthaut. Por lo tanto, para una mayor proporción de energías renovables, los científicos recomiendan una mayor inversión en un ajuste inteligente del generador y el consumidor de acuerdo con la frecuencia de la red, conocida como control primario y control de la demanda.
Sin embargo, uno de los hallazgos más interesantes del estudio es que la fluctuación de frecuencia de la red causada por el intercambio de energía parece ser más significativa que la fluctuación causada por la alimentación renovable.
Los científicos también descubrieron que las redes eléctricas pequeñas muestran fluctuaciones más grandes. "Nuestro estudio indica que dividir las redes grandes y, por lo tanto, muy lentas, como la red síncrona de Europa continental, en micro redes causará fluctuaciones de frecuencia más grandes", dice Benjamin Schaefer."Técnicamente, las microrredes son, por lo tanto, solo una opción si los estándares de frecuencia muy estrictos de hoy se relajaran".
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Materiales proporcionado por Forschungszentrum Juelich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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