La producción de la energía fotovoltaica y eólica dependen de las condiciones atmosféricas y la época del año, no de la demanda y por eso no pueden funcionar solas.
No todas las centrales existentes están permanentemente conectadas a la red, solo las necesarias para la potencia demandada en ese momento y un poco más para los picos breves
No se puede romper el equilibrio que ha de existir entre la producción y la demanda de energía eléctrica
El peluquero de mi barrio es uno de estos «expertos en todo» que nos invaden, ya no solo desde los magacines de los aparentemente múltiples canales de televisión sino desde las pantallas de nuestros teléfonos supuestamente inteligentes, y en las colas del supermercado. Lo cierto es que no lo visito mucho, pero cada vez que utilizo una de esas cortadoras a batería para arreglarme la barba no tengo más remedio que pasarme por su establecimiento para ver si puede hacer algo para subsanar mi torpeza.
Mi peluquero, para mi desgracia, conoce cuál fue mi actividad profesional, y con el descaro e impertinencia que le otorga su enciclopédica ignorancia, se obstina en intentar epatarme con la magnitud de sus conocimientos del sistema eléctrico español en general, y del avance imparable de las «energías verdes» y la «generación distribuida» en particular. Nada extraño por otra parte porque también opina con parecida precisión del avance de la pandemia con un virólogo, de los automóviles del futuro con un ingeniero de diseño de Citroën y de las diferencias entre zamburiñas y volanderas con un biólogo marino.
Así que, ¿qué hacer cuando Paco, que tal es el nombre de mi «ultracrepidiano»1 peluquero me informa que “no sabe qué hace el gobierno que no cierra ya todas las centrales térmicas de España; nucleares, ¡por supuesto!, incluidas”? Añadiendo a continuación, como si esta primera pregunta no fuera suficientemente descabellada, la afirmación de que “en este momento en España estamos ya preparados para una total descarbonización”. ¿Qué hacer?; ¿qué decir?;
¿qué responder? Nada, por supuesto. Las personas afectadas por un Dunning-Kruger, el sesgo cognitivo por el cual las personas con menos habilidades, capacidades y conocimientos tienden a sobrestimar las suyas y hacer caso omiso de las de los demás, no son público adecuado para recibir una explicación sensata. Lo que, por supuesto, no es el caso de los lectores de Mundo Obrero.
Así que, como diría don Pablo, alcalde de Villar del Río, «os debo una explicación, y esa explicación que os debo os la voy a pagar». ¿Por qué el Gobierno “no cierra ya todas las centrales térmicas de España”? Pues, dejando a un lado la discusión de si es o no misión del gobierno de la nación parar las centrales térmicas, porque en física básica una cosa es la potencia y otra la energía. ¡Vale, vale! ¡Por supuesto que algo más vamos a desarrollar esta explicación!
—- No todas las centrales existentes están permanentemente conectadas a la red, solo las necesarias para la potencia demandada en ese momento y un poco más para los picos breves
Cómo funciona el sistema eléctrico español
¿Qué os parece si comenzamos por aclarar algunas ideas sobre el sistema eléctrico español? Por ejemplo, que nuestro suministro eléctrico no procede de una central concreta sino de todo un sistema eléctrico interconectado muy complejo. O que no todas las centrales existentes están permanentemente conectadas a la red, sino solamente las necesarias para la POTENCIA demandada en ese momento y un poco más para los picos breves de consumo.
Y aquí viene lo de que “una cosa es la potencia y otra la energía”. Recordemos que para realizar un cierto trabajo necesitamos una cierta cantidad de energía. Tanto mayor cuanto mayor es el trabajo y cuanto menor es el rendimiento. El problema viene determinado por el hecho de que cualquier «trabajador eléctrico» no va a realizar ese trabajo de forma aleatoria, sino que va a tomar esa energía de una cierta forma, en relación con la unidad de tiempo, denominada
«potencia» y que figura como tal en su placa de características. Así que podrás regular el termostato de tu cocina para hacer el cocido más rápido o más lentamente, pero cada vez que
el termostato conecte la resistencia de tu hornillo eléctrico la potencia que este demandará de la red será la que indica su placa de características. Y esta potencia será la que habrá que sumar al resto de las potencias conectadas en ese mismo instante en todo el sistema eléctrico español para saber la que tendrán que entregar los generadores que están en funcionamiento en ese momento.
— No se puede romper el equilibrio que ha de existir entre la producción y la demanda de energía eléctrica
Asegurar el equilibrio entre la producción y la demanda
Pero, ¿qué sucede si de repente un generador, o un grupo de generadores tienen una avería?
¿O incluso, si tenemos un porcentaje importante de la generación en los parques eólicos de una zona donde deja de hacer viento? La consecuencia inmediata es que se rompe el equilibrio que ha de existir entre la producción y la demanda de energía eléctrica, y en esta situación una serie de valores de algunas magnitudes del sistema se verán alterados, lo que, de no actuar los sistemas de protección de la red, podría provocar averías en los aparatos eléctricos.
¡Alguien ha de venir al rescate! Necesitamos algunas centrales de producción que puedan conectarse al sistema cuando las necesitemos y que puedan comenzar a producir muy rápidamente. Las centrales térmicas convencionales no nos sirven. Necesitan bastante tiempo para calentar la caldera. ¡Por no hablar de las nucleares!
Las fotovoltaicas disponibles, en principio ya están todas conectadas a la red, y produciendo lo que pueden y cuando pueden. Más cuando brilla el sol en todo lo alto en el solsticio de verano, y menos en el resto de horas del día y días del año. Y menos cuando el cielo está lleno de nubes, etc. Y nunca más de las dos terceras partes de la potencia total instalada.
En cuanto a la eólica es muy poco de fiar: Eolo es un dios caprichoso e imprevisible. No podemos contar con él para solucionar nuestro problema, y más cuando se puede observar en las estadísticas de Red Eléctrica que hay días seguidos en los que, de media, no llega a 4GW, con una potencia total instalada de unos 28GW. Sin mencionar que en nuestro ejemplo ha sido precisamente su volatilidad lo que ha originado el problema.
Y además ninguna de las dos es controlable por la demanda sino por el recurso. Es decir: no se comportan como una máquina rotativa convencional, diseñada para suministrar más o menos potencia en función de la demanda —como el regulador de velocidad de un automóvil— sino en función de la velocidad del viento o de la radiación solar. En la jerga del sector se dice que no compensan ni regulan nada. Que no modula la potencia entregada, sino que siempre da toda la posible. Que no sólo es intermitente, sino que no aporta nada a la estabilidad de la red. Ítem más: la fotovoltaica no sólo no aporta estabilidad; genera inestabilidad. Cualquier nubarrón es inmediatamente traspasado a la red eléctrica en forma de inestabilidad que tiene que compensarse con algún sistema de control.
¡Menos mal que nos queda…la hidroeléctrica!
O sea que roguemos porque haya llovido mucho y estén los pantanos llenos y las benditas turbinas y alternadores de las hidroeléctricas sigan funcionando como cuando los montamos hace más de cincuenta años. Y por que no estuvieran ya conectadas a la red, en cuyo caso no tendríamos más remedio que recurrir a las conexiones internacionales…si es que ellas tuvieran capacidad suficiente.
Y en menor medida, porque suelen ser mucho más pequeñas, las de motor diésel o motor de gas, y ciertos tipos de centrales de ciclo combinado conocidas como «peakers» o «Peaking power plants» en inglés, pero ninguna de estas centrales vale para nuestro propósito de descarbonización total, ya que las primeras son motores de combustión interna, y las segundas, casi en su totalidad, de gas.
Espero que a estas alturas de la explicación haya quedado meridianamente claro que lo que permite que tengamos una red eléctrica funcional a nuestra disposición en nuestra casa, en nuestra empresa, en nuestra industria, son los sistemas de generación suficientemente controlables que sean capaces de compensar, no sólo las variaciones del consumo y las
eventualidades de la generación sino también las variaciones de producción que introducen todas las renovables eléctricas intermitentes, comenzando por la fotovoltaica, continuando por la eólica, y terminando incluso por la térmica solar de concentración.
La cosa se complica, así que volveremos
Houston, ¡tenemos un problema! Parece que la cosa es un poco más complicada de lo que parecía a primera vista y que tendremos que continuar añadiendo elementos de reflexión en posteriores artículos. Porque además de la variación de la carga, está un tema que hemos dejado aparcado: no sólo es importante la variación de la potencia entre dos instantes determinados sino la velocidad de esta variación. Lo que en matemáticas llamaríamos una derivada para funciones de una sola variable, y gradiente para funciones de más de una variable.
Y mucho más importante todavía: la reacción de la red ante estas variaciones de diferentes valores y gradientes, con los distintos «mix» de generación. Porque no se comporta igual una red en la que hay un fuerte predominio de máquinas eléctricas rotatorias, con grandes momentos de inercia almacenados en sus masas rodantes, que una red donde predomina la electrónica de potencia, cuyo momento de inercia es igual a cero.
Así que amenazamos con volver ¡Siempre y cuando este artículo tenga la suficiente buena acogida como para que los compañeros de la redacción de Mundo Obrero no nos manden a buscar gambusinos, u otra actividad parecida!
Notas:
1 El término «ultracrepidiano» designa a los individuos que opinan de todo sin conocimiento de nada. Se debe al escritor y humanista inglés William Hazlitt comentando la conocida expresión: Ne supra crepidam sutor iudicaret, que el zapatero no opine más allá de las sandalias, que le dijo Apeles de Colofón, el pintor griego del siglo IV a. de C., a un zapatero que empezó criticando las sandalias de un cuadro suyo y siguió metiéndose en más detalles.
