Como bien saben los fans de ACDC, hace algo más de un siglo se libró la llamada Guerra de las Corrientes, que enfrentó a Thomas Alba Edison y a su exempleado, Nikola Tesla.
Hoy en día podemos decir que Tesla ganó la guerra de forma aplastante, ya que hoy en día utilizamos la Corriente Alterna para casi toda la distribución eléctrica, gracias a la facilidad con la que se eleva y se reduce el voltaje.
Por qué es interesante que subir y bajar la tensión eléctrica para su transporte?
La respuesta la tiene la da la ley de Ohm: V=I•R
Debido a la que la potencia equivale a:
P = V•I = V²/R = I²•R
Teniendo en cuenta que la resistencia del cable es constante, podemos concluir que elevar la tensión x voltios, reduce la potencia perdida en el cable x² veces. Poca broma.
Esa ley funciona tanto para AC como para DC, pero a la hora de ponerla en práctica, fabricar un transformador de AC consiste en enrollar un par de cables alrededor de un hierro, mientras que fabricar uno DC implica unos transistores, espiras y condensadores tó tochos, y sobre todo, caros.
Además, gracias a la alterna trifásica, se puede mover la misma electricidad utilizando la mitad de cobre.
La corriente continúa es un flujo continuó de electrones que fluyen del polo negativo al positivo, mientras que en la alterna, estos electrones fluyen por el cable en un sentido por un corto periodo de tiempo, e inmediatamente cambian de sentido, de forma que la corriente forma una sinusoidal a lo largo del tiempo.
Como todas las sinusoidales tiene sus características:
- Amplitud: Voltaje o Amperaje (Normalmente el valor nominal es la media cuadrática, por lo que una red a 230V tiene una amplitud de 325V)
- Frecuencia: Cantidad de veces que oscila por segundo (50Hz en Europa)
- Fase: Desviación respecto a la referencia
La electricidad que se crea tiene que ser exactamente la que se consume en cada momento. Si enciendes la TV, el generador tiene que aportar potencia extra, y si lo apagas, reducirla.
Sabe Red Eléctrica cuándo vas a encender la TV? Maomeno.
Todos los días hacen un estudio de la electricidad que se va a consumir al día siguiente, y se realiza la subasta de productores. Pero a números redondos.
Podéis ver el gráfico de cada día en la web
https://www.ree.es/es
Se tolera un 5% de diferencia entre lo producido y lo consumido. Esa diferencia hará que la tensión suba cuando la demanda no llegue, y sea por debajo de la nominal cuando supere lo esperado. También se tolera un 1% de desfase entre toda la red estatal. Esto es: todos los productores de electricidad del estado tienen que tener el pico de la onda sinoidal al mismo tiempo, o de lo contrario, chuparán energía de la red en vez de verterla.
Hasta el momento la electricidad se producía básicamente en 3 tipos de centrales: Térmicas, nucleares o hidráulicas. Todas ellas son jodidamente potentes, por lo que hacían falta pocas, y eran fáciles de coordinar.
La base para conservar la frecuencia de la red estable la propocionaba el propio peso de las turbinas al rotar. Lo que se llama un "volante de inercia", y que es el peso acoplado que también tiene el cigüeñal de tu coche para evitar que el motor se muera en cuanto sueltas el acelerador. Desgraciadamente también lo hace más aburrido.
Eso es precisamente porque aumenta el tiempo de reacción del sistema ante la perturbación, que puede ser que tú pises el acelerador o que la demanda eléctrica suba súbitamente. El sistema conserva la rotación y da tiempo a compensar esta perturbación con más agua, neutrones o gas antes de que la frecuencia de la red se vea comprometida.
Pero ahora estamos pivotando hacia las renovables y eso quiere decir que lo que antes era una red simple y con pocos actores ahora es un gran despiporre que necesita de delicados sistemas de control.
Todos y cada uno de los inversores de placas solares, de los aerogeneradores, de las baterías... conectadas a la red deben:
- Notificar al instante cuánto están produciendo, para que la producción y el consumo vayan acordes
- Verter esa energía en el microsegundo justo
- Evitar el desfase entre tensión y corriente, que incrementa la corriente en el cable, y por tanto, las pérdidas en transporte, además de incrementar la probabilidad de fallos
A esto se le suma que las nucleares y de gas no se pueden parar, y apenas pueden variar su potencia. En caso de que una noche sople mucho viento y sobre electricidad, se paran los aerogeneradores.
Qué solución han ideado los ingenieros ante este problema?
Las centrales hidroeléctricas de bombeo. Se trata de 2 pantanos, a distinta altitud. Por el día, cuando la demanda eléctrica es más alta, producen electricidad dejando caer el agua.
Por la noche, cuando la demanda baja, absorben el excedente de las nucleares y de gas para subir el agua otra vez. Además, esto ayuda a sincronizar tensión y corriente, que siempre va bien. Amplíese el caso a cuando sopla y no se gasta, cuando no hay sol pero hay demanda...
Sin este tipo de pantanos, no hay transición energética a renovables.
@alberto lo de la electricidad es algo muy tocho. Gracias por explicar
@alberto para cargar el Tesla
@alberto buen hilo para los que somos auténticos zotes en estos temas