Claves para comprender as redes eléctricas intelixentes

A humanidade ten por diante tres décadas cun desafío necesario para evitar a hecatombe climática que nos darían albiscado os promotores da electrificación, os visionarios Edison e Tesla. Cómpre xerar e distribuir a enerxía coa máxima eficiencia


O inglés é idioma con moita verba monosilábica que axuda a formar novos conceptos nun mundo globalizado e acelerado: con referencia ás redes de enerxía, agora fálase de wise grids cando ata hai pouco se falaba de smart grids. ¿Cal é a diferenza? Smart non é intelixente senón espelido, esperto. Con todo, aquela tradución foi a escollida para os idiomas latinos: rede inteligente, red inteligente, xarxa intel·ligent, réseau intelligent, rete intelligente, retea inteligenta... de Lisboa a Bucarest. Conceptualmente trátase dunha rede de xeración, acumulación e distribución de enerxía eléctrica capaz de xerar, acumular e distribuír enerxía coa máxima eficiencia para casar a capacidade de produción coa demanda. Como espelida que é, unha smart grid sabe reaccionar ante todas as situacións e mesmo prever acontecementos que obriguen a modificar parámetros. Aínda máis, sabe aprender do acontecido para previr fronte ao acontecible.

 A intelixencia engadida ás redes eléctricas veu aumentando desde hai un século, segundo aparecían as telecomunicacións asociables aos dispositivos de control e mando. Cando as telecomunicacións se consideraban un monopolio natural para un servizo universal, os estados consentiron que as compañías eléctricas construísen para o seu uso exclusivo redes auxiliares de telecomunicación, por aire (radio) e por cabo.

Despois, cando se produciu a liberalización das telecomunicacións, as infraestruturas destas redes auxiliares acabarían sendo aproveitadas para mellorar servizos ao público. As redes eléctricas son de tipo arbóreo, tan capilarizadas que chegan a cada casa; e a fibra óptica é inmune aos campos eléctricos e magnéticos que producen as correntes. De aí a simbiose entre redes eléctricas e de telecomunicación: polas canalizacións e as torres de cabos de enerxía eléctrica poden ir cabos de fibras transmisoras de luz modulada.

A adición de intelixencia ás redes enerxéticas con base nas telecomunicacións produciuse partindo dun concepto: tiñan plantas de xeración de enerxía cuxas potencias se podían regular para satisfacer demandas de consumidores que nunca serían xeradores de enerxía; ou que, no caso de si o seren, non estarían habilitados para verter os seus excesos de produción na rede xeral. Retrocedendo non máis lonxe dos anos 70 do século pasado, as plantas de xeración eran apenas térmicas ou hidráulicas. Mandaban os hidrocarburos, o uranio e as correntes fluviais. O aproveitamento das mareas, o sol e o vento era anecdótico. Só unha grande crise do petróleo levantaría a primeira alarma, e non tanto por cuestións medioambientais -daquela cousa dos hippies- senón polas de fornecemento de combustibles.

Cambios

Foi nos comezos dos 80 cando se produciron grandes mudanzas nos conceptos das redes eléctricas e na súa dependencia dos sistemas telemáticos. Daquela apareceron as leis de conservación da enerxía e da utilización das chamadas enexías alternativas. Case un século despois da guerra das correntes entre os grandes xenios da electricidade, Tesla e Edison, viuse que ambos tiñan razón, que todo o defendido por eles valía: o máis rendible ?segundo Tesla? era producir enerxía eléctrica en grandes centrais para distribuíla como corrente alterna; mais tamén valía ?segundo Edison? montar pequenas plantas de xeración para suplir necesidades de poboacións e mesmo de vivendas. Neste caso, dadas as curtas distancias entre xeradores e consumidores, ben valía utilizar corrente continua, salvo para facer intercambio de enerxía coa rede pública de distribución.

Este punto crítico do intercambio foi a grande novidade: regulábase por lei que os consumidores producisen enerxía; que, cando a súa propia demanda non fose satisfeita, importasen enerxía da rede xeral; e que, cando lles sobrase produción, a inxectasen nesa rede cos requisitos de fase, frecuencia e amplitude propias do sistema.

Iso obrigou as compañías con licenzas de distribución a aumentaren a intelixencia dos seus sistemas, pois habían aceptaren a contribución de xeradores alleos con potencias de inxección variables. O desafío era maiúsculo ao apareceren moitos actores novos, acollidos a regulamentos dirixidos a reducir a dependencia de carbón, petróleo e uranio. As telecomunicacións e a informática viñeron en axuda das -vulgo- compañías da luz.

Reviviron as vellas centrais hidroeléctricas que electrificaran por zonas e foran abandonadas pola competencia das grandes compañías; anovóuselles o sistema de xeración e automatizáronse (entre os primeiros proxectos de comunicación por fibra óptica en Galicia están os de telecontrol e telemando de antigos muíños da luz). E comezou a febre da eólica, para autoconsumo e para vender enerxía aos distribuidores. Se a potencia das centrais minihidráulicas era doada de controlar con axuda dos encoros correspondentes, os xeradores eólicos presentaban ás redes o problema da veleidade do vento. Neste caso producíronse importantísimos avances da informática predictiva e da aprendizaxe automática.

As plantas solares -termoeléctricas e fotovoltaicas- tamén están sometidas a variacións de potencia imposibles de regular aínda que sexa doado prever o seu comportamento, basicamente cíclico. Fóronse incorporando ás redes xerais con retardo respecto ás plantas eólicas, por cuestións de fabricación a grande escala; como ao longo dos trinta últimos anos foi aumentando a porcentaxe de potencia eléctrica instalada en base a enerxías básicas coma a xeotérmica, a da biomasa e a mareomotriz.

Novidades

Na última década xurdiu e desenvolveuse o concepto das smart grids en base aos de datos masivos (big data), intelixencia artificial e aprendizaxe automática (machine learning). Cando as variables no funcionamento dunha rede de enerxía son millóns, é imprescindible contar cunha enorme cantidade de sensores e actuadores conectados a redes de telecomunicación. Esas redes comunican con máquinas lóxicas (ordenadores) que procesan os datos obtidos e envían as ordes. Sobre a información masiva actúa a intelixencia artificial das máquinas, programadas para executaren operacións semellantes ás da mente humana e para aprenderen a tomar decisións e facer predicións de xeito automático.

 A humanidade ten por diante tres décadas cun desafío necesario para evitar a hecatombe climática que non darían albiscado os promotores da electrificación, os visionarios Edison e Tesla. De agora ao 2050 cómprelle reducir a cero a utilización de combustibles causantes do efecto invernadoiro sen que por iso deixe de aumentar a poboación e a súa demanda de enerxía para consumo en xeradores estáticos (edificios) ou en movemento (vehículos). O vector electricidade parece o máis adecuado para conseguir o obxectivo, aínda que non se desbote o hidróxeno coma o outro grande vector (a automoción sen vector petróleo vai ser unha demandante maioritaria de electricidade e -ou-hidróxeno).

Futuro

Electricidade e hidróxeno ofrecen a posibilidade do almacenamento para casar oportunamente oferta e demanda de enerxía. Mais a electricidade permite constituír redes de redes con ilimitado número de xeradores e tipos deles. Paralelamente, o hidróxeno xérase por hidrólise con electricidade e, despois, xunto co osíxeno do aire xera electricidade en pilas catalíticas. Este procedemento é máis rendible có do seu uso en motores limpos, emisores de vapor da auga.

¿Como se vai chegar á metade do século XXI en termos de enerxía? Habería que lles preguntar ás máquinas que xa hoxe manexan as redes como con ollos divinos. Esperemos que, das experiencias obtidas coas redes intelixentes, as redes que se convertan en sabias permitan aos futuros habitantes do planeta vivir máis satisfactoriamente ca nós. Teoricamente, a sabedoría é a suma de coñecemento máis experiencia.

Xavier Alcalá. Colexio Oficial de Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia.

Conoce toda nuestra oferta de newsletters

Hemos creado para ti una selección de contenidos para que los recibas cómodamente en tu correo electrónico. Descubre nuestro nuevo servicio.

Votación
1 votos
Comentarios

Claves para comprender as redes eléctricas intelixentes