Las plantas de energía nuclear generalmente funcionan a plena capacidad o no funcionan en absoluto. Sin embargo, las plantas tienen la capacidad técnica de adaptarse a la demanda cambiante de energía y, por lo tanto, acomodar mejor las fuentes de energía renovable, como la energía eólica o solar.
Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. DOE y del Instituto de Tecnología de Massachusetts recientemente exploraron los beneficios de hacer eso. Si las plantas nucleares generaran energía de manera más flexible, dicen los investigadores, las plantas podrían reducir la electricidadcostos para los consumidores, permitir el uso de más energía renovable, mejorar la economía de la energía nuclear y ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
El nuevo estudio "nos brinda herramientas para explorar aún más los beneficios potenciales de las operaciones nucleares flexibles para trabajar en conjunto con una mayor proporción de fuentes variables de generación de energía renovable ..." - Jesse Jenkins, investigador graduado de la Iniciativa de Energía del MIT
El equipo exploró las limitaciones técnicas sobre las operaciones flexibles en las centrales nucleares e introdujo una nueva forma de modelar cómo esos desafíos afectan la forma en que operan los sistemas de energía. "Las operaciones de energía nuclear flexibles son un 'ganar-ganar-ganar', reduciendo los costos operativos del sistema de energía., aumentando los ingresos para los propietarios de plantas nucleares y reduciendo significativamente la reducción de energía renovable ", escribió el equipo en un energía aplicada artículo publicado en línea el 24 de abril
Audun Botterud, ingeniero principal de sistemas de energía en la división de Sistemas de Energía de Argonne, se siente alentado por cómo, por primera vez, "esta investigación evalúa y demuestra el valor potencial de las operaciones nucleares flexibles en un sistema de energía realista en los Estados Unidos desafiado poralta variabilidad en la generación de energía renovable "
El estudio ayuda a disipar los puntos de vista de larga data de que las plantas de energía nuclear deben operar en modo de "carga base", produciendo energía a la capacidad nominal máxima siempre que estén en línea. Las plantas nucleares pueden incluso responder dinámicamente a los precios del mercado de electricidad por hora y en segundo lugar.El equipo encontró que las necesidades de regulación de segunda frecuencia. Los sistemas de energía que incluyen energía renovable deben ser más flexibles para equilibrar la oferta y la demanda en todo momento. Los operadores nucleares en Francia, Alemania y otros países están familiarizados con este enfoque, pero no tanto en los Estados Unidos..
Los investigadores desarrollaron una representación matemática de las restricciones operativas inducidas por la física que surgen de la dinámica del reactor nuclear y el ciclo de irradiación de combustible en el artículo de Energía Aplicada y un artículo complementario, publicado en Tecnología nuclear . El equipo interdisciplinario luego combinó el nuevo enfoque con modelos de simulación de sistemas de energía para evaluar el costo general de la generación de electricidad, los precios de mercado y los ingresos resultantes para las plantas de energía, asumiendo diferentes niveles de flexibilidad nuclear.
"Las plantas de energía nuclear se rigen por un conjunto diferente de principios en comparación con otros generadores, y nuestro enfoque permite la representación de estas relaciones en el análisis de los sistemas de energía y los mercados de electricidad", dijo Francesco Ganda, investigador principal del proyecto yingeniero nuclear principal en la división de Ciencia e Ingeniería Nuclear de Argonne.
Al ser flexibles, los operadores de la planta pueden reducir los costos operativos generales en el sistema de energía. Por ejemplo, los operadores podrían generar menos energía nuclear siempre que haya energía renovable disponible. Las plantas nucleares podrían explotar su capacidad sobrante para vender valiosas "reservas operativas"o la capacidad de cambiar rápidamente la producción de energía para ayudar a los operadores de la red a reequilibrar la oferta y la demanda cuando ocurren eventos inesperados, como fallas en la planta de energía o errores en los pronósticos de demanda.
Esta flexibilidad podría aumentar la rentabilidad de las plantas nucleares al aumentar los ingresos de los mercados de electricidad y reducir los costos variables de operación y mantenimiento. En general, la flexibilidad de la planta nuclear también puede ayudar a integrar más recursos eólicos y solares y reducir la producción de energía a base de combustibles fósiles y otrosemisiones de dióxido de carbono.
Jesse Jenkins, investigador graduado de la Iniciativa de Energía del MIT, señala cómo el enfoque y el estudio de modelado de los investigadores "nos brinda herramientas para explorar aún más los beneficios potenciales de las operaciones nucleares flexibles para trabajar en conjunto con mayores proporciones de fuentes variables de generación de energía renovable enel camino hacia el suministro de electricidad con bajas emisiones de carbono "
Otros autores del estudio de Argonne incluyen a Richard Vilim, Zhi Zhou y Roberto Ponciroli. La investigación fue financiada, en parte, por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio de Argonne.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Argonne . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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