iSare, embrión da rede eléctrica do futuro
2011/06/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Segundo os expertos, nun futuro non moi afastado, a rede eléctrica será intelixente, coñecida como Smart Grid. Conducirá a electricidade desde onde sobra até onde se necesite e poderá almacenala cando non sexa necesario. Seguramente esta rede non será perfecta, pero gastarase moita menos enerxía que na actualidade. Aproveitarase mellor as fontes existentes, quedando atrás o actual estado enerxético centralizado, dependente de combustibles fósiles e, por tanto, contaminante.
Con todo, aínda hai que facer moito traballo. Hai que pór moitos enxeñeiros traballando. Hai que superar problemas moi diferentes. Hai que afinar moitas tecnoloxías e crear outras novas. É un gran esforzo, pero os enxeñeiros xa están en marcha; investigadores de todo o mundo comezaron a desenvolver o concepto de rede intelixente. Os que traballan en Gipuzkoa están recollidos no proxecto iSare, na construción dunha microrred que queren instalarse no Parque Tecnolóxico de Miramón.
"Debemos aforrar enerxía, reducir custos, mellorar seguridade e fiabilidade. Como? Pois ben, realizáronse unhas experiencias piloto e os que saben sobre este tema afirman que a solución son as microrredes intelixentes", explica Ibon Cerro, xefe do departamento de I+D de JEMA e coordinador da investigación no proxecto iSare. "Coa demanda enerxética existente, a rede está a chegar aos límites. Ademais, a demanda é cada vez maior, polo que as microrredes deberán manter este crecemento".
A idea é totalmente nova; a enerxía crearase nas propias microrredes e serán autónomas. No entanto, tamén estarán conectados á rede eléctrica xeral paira poder explotar a rede eléctrica actual da mesma maneira que se explota. Ou así, a idea de Smart Grid é crear una rede de microrredes intelixentes. Os expertos buscan una gran estrutura intelixente de pequenos compoñentes intelixentes.
O proxecto iSare de Gipuzkoa responde a esta formulación. Non é máis que un primeiro paso, una desas microrredes intelixentes que os enxeñeiros poderán experimentar. Cos anos, una vez afinado o funcionamento de iSare, crearanse máis microrredes e conectaranse entre si. Desta maneira, a rede futura irase incrementando progresivamente.
Co proxecto iSare e outros que están a funcionar no mundo, os enxeñeiros queren crear una revolución.
A viaxe da electricidade
"O modelo de rede actual é totalmente centralizado", explica Haritz Macicior, enxeñeiro de CIDETEC-IK4. "A enerxía xérase nuns poucos grandes núcleos, desde onde se distribúe a miúdo a lugares moi afastados".
Paira utilizar a rede actual é necesario calcular previamente a cantidade de enerxía necesaria en cada momento. Hai que ter en conta se a noite, o día, o mediodía, o atardecer, o luns ou o domingo, e calcular previamente a enerxía que se consumirá en cada momento. Ao cálculo hai que sumar a perda de enerxía no transporte. "Coa rede actual, a distancia a percorrer pola enerxía é moi grande. [No camiño] pode supor una perda do 14%", afirma Macicio. Una vez engadida a enerxía que se vai a perder, hai que xerar máis enerxía da que indica o resultado do cálculo. Polo si ou polo non.
Pero queren cambiar iso. A intelixencia da rede significa que funcionará doutra maneira. "Non calcularemos a cantidade de enerxía que necesitaremos, senón que xeraremos toda a enerxía que poidamos ata que a capacidade dos sistemas de almacenamento de enerxía estea cuberta. E despois a rede traballará paira mellorar a eficiencia no uso da enerxía", afirma Cerro.
Retos tecnolóxicos
Aí está a intelixencia. A rede lerá os sensores e poderá estimar onde se necesita enerxía en cada momento e de onde se poderá extraer. En xeral, ao xerarse a enerxía nas propias microrredes, deberá percorrer una distancia moi reducida dunha zona a outra, xa que non será necesario recorrer a unha fonte situada fóra da mesma. Desta forma minimizaranse as perdas por transporte.
Nesta nova estrutura terán gran importancia as gardas. Non se pode xestionar una microrred si non hai acumulación de enerxía. A enerxía debe estar dispoñible en calquera momento. A cuestión é onde. Este é un dos principais retos paira os enxeñeiros, que necesita una solución de face ao futuro.
Xa se propuxeron tres formas de almacenar grandes cantidades de electricidade. O primeiro é o máis visible paira a xente da rúa: as baterías. Do mesmo xeito que a enerxía almacénase paira o teléfono móbil en baterías de ion de litio, poderían existir baterías de entrada de electricidade ao micro rede. O problema é o tamaño, con baterías moito máis grandes que as do teléfono. Afortunadamente, esta investigación avanza moi rápido.
"Este momento é bastante bo, xa que a automoción está a impulsar o desenvolvemento de baterías de ion litio", afirma Macicio. Ademais, as microrredes intelixentes teñen una vantaxe sobre os coches eléctricos. "Paira iSare, por exemplo, non é tan importante a evolución da batería, xa que as baterías estarán paradas. Non deben trasladarse dun lugar a outro de forma continua, no caso do coche eléctrico si, polo que necesitan baterías de moi alta densidade enerxética paira aumentar a autonomía e reducir no posible o peso da batería".
En calquera caso, a idea de rede intelixente é incorporar á rede baterías de vehículos. É posible que mentres o coche estea conectado á rede, a rede retire a electricidade do coche en lugar de facelo, dependendo da demanda. "Non está nada claro como se vai a levar a cabo, pero os expertos aseguran que no futuro haberá millóns de coches eléctricos conectados que formarán un gran almacén desde o punto de vista da rede", afirma Macizo. Baixo consumo de electricidade das baterías de cada coche, haberá movementos enerxéticos moi elevados. E, por exemplo, pódese optimizar o sistema paira redirixir a electricidade en pequenas horas da noite e volver cargar os coches antes do amencer.
As baterías non estarán só neste traballo. A segunda forma de almacenar enerxía son os supercondensadores. Os condensadores son compoñentes típicos dos circuítos eléctricos, que almacenan temporalmente a electricidade paira proporcionar de forma instantánea una corrente curta de alta intensidade. Os enxeñeiros queren utilizar a mesma idea, pero a gran escala. Paira dar una idea, en ambos os casos pódese comparar a capacidade de acumulación de electricidade mediante unha magnitude denominada capacidade. A capacidade dun condensador convencional mídese en microfaradas, mentres que a dun supercondensador mídese en faradetán -millóns de veces máis capacidade. "Falamos de supercondensadores de 63 faradas, por exemplo", afirma Cerro.
A terceira proposta son os volantes de inercia; en lugar de almacenarse en forma eléctrica, a enerxía acumúlase acelerando o movemento circular dun volante; logo pódese recuperar facendo a conversión inversa, é dicir, xerando electricidade con ese movemento.
Trátase de tres ideas diferentes que non se van a apoiar en ningunha delas. "O tres probaranse en Miramón", afirma Cerro. "Creemos que o tres son aptas paira microrredes". Uno dos obxectivos de iSare é probar esta idoneidade na realidade.
Una oportunidade paira as renovables
A combinación de sistemas de almacenamento de grandes cantidades de enerxía e una rede de xestión intelixente é una boa noticia, sobre todo no campo das fontes de enerxía renovables. "Agora hai momentos nos que os aeroxeradores eólicos detéñense porque non hai onde almacenar esa enerxía que xeran. Dependendo do vento, teñen que apagalos de cando en vez", di Cerro. "Pero queremos que se xere toda a enerxía posible, a rede gardaraa e xestionaraa máis tarde. Queremos xerar enerxía cando hai vento ou mentres soa o sol".
Paira probalo instalaranse en Miramón placas fotovoltaicas e dous aeroxeradores, uno de eixo vertical e outro de horizontal. "Aínda temos que facer estudos paira saber onde soa o vento". No entanto, procederase á súa instalación. Son imprescindibles paira a microrred.
Toda a rede requirirá una gran labor de coordinación, pero Ibon Cerro é moi optimista. "Toda a investigación podémola realizar en Gipuzkoa. Creemos que con este proxecto Gipuzkoa será una referencia. En Europa e Estados Unidos, os expertos falan destas redes e hai proxectos similares. Claro, non somos os primeiros, pero esperamos estar entre o cinco primeiros".
Outros moitos investigadores están a desenvolver proxectos específicos relacionados coa rede intelixente, pero moi poucos están a preparar una microrred completa. "En Europa hai menos de dez neste momento", afirma Cerro. En Gipuzkoa será iSare, se todo vai ben, paira finais de 2012. Por tanto, a intelixencia está preto da rede eléctrica.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
