Detrás de una puerta de metal pesado, protegida por una pared de vidrio, innumerables luces verdes parpadean en máquinas negras alargadas. La sala blanca donde se encuentran en TL-Light en la Universidad Tecnológica de Delft tiene el formato de un vestuario de gimnasia promedio. La temperatura aquí es siempre exactamente 19 grados centígrados. Los sistemas de enfriamiento están soplando en voz alta. Los cables de color caminan sobre el techo.
Marjan Popov (56), profesor de seguridad para sistemas de energía sostenible, abre el espacio con supercomputadoras que cuestan millones de euros con una clave. Está rodeado por una construcción de metales, construida para mantener la radiación electromagnética que se crea durante las pruebas de alto voltaje que se realizan en el espacio al lado. Él Laboratorio de James BondPopov llama a este pequeño espacio. Aquí desarrolla nuevas formas de proteger la gigantesca red eléctrica que se extiende en toda Europa contra las perturbaciones de potencia.
La red eléctrica europea, que son millones de kilómetros de cables bajo tierra y en el aire, será cada vez más importante en los próximos años, pero también más vulnerables. Para limitar más el calentamiento climático tanto como sea posible, es crucial que los países reemplacen los combustibles fósiles con fuentes de energía renovables como el sol y el viento. Eso hace que la red eléctrica sea más compleja y más inestable. El riesgo de ataques cibernéticos también está aumentando. La transición energética es necesaria, dice Popov, pero también trae nuevos desafíos técnicos para los operadores de red.
Los gigantescos cortes de energía la semana pasada en España y Portugal llevaron a la preocupación por los efectos secundarios de la transición energética en todo el mundo. Todavía se desconoce la causa del mal funcionamiento: se está haciendo una investigación. Pero parece fuerte que la transición energética jugó un papel en esto, piensan Popov y otros expertos.
El aumento en el número de paneles solares y turbinas eólicas hace que la red eléctrica sea vulnerable
Popov cuenta sobre una larga mesa de madera cerca del laboratorio, donde los científicos de Delft a menudo se reúnen con expertos en energía de varios operadores de redes en los Países Bajos y otros colegas de energía.
“La red eléctrica está estructurada de tal manera que la oferta y la demanda deben equilibrarse constantemente, de modo que la frecuencia siempre es de alrededor de 50 hertz”, comienza con su explicación de por qué la transición de energía hace que la red eléctrica sea más vulnerable. A esa frecuencia, o el ritmo en el que los electrones se mueven hacia adelante y hacia atrás, todas las partes, todos los “componentes del sistema” de la cuadrícula de energía se establecen.
Cuando la frecuencia se vuelve más alta o inferior a 50 hertz, la protección en los componentes entra en vigencia automáticamente y la potencia cae para evitar daños permanentes. “Si se exige un poco más de electricidad de la red en un solo lugar, se generará un poco más un poco más en el otro”, dice Popov, moviendo las manos como una escala. Incluso si la corriente se ha ido por completo en un solo lugar, otra fuente puede generar más. Eso es en gran medida automático.
“En la situación clásica, con muchas centrales eléctricas de gas y carbón, el sistema tiene bastante tiempo para responder al cambio de frecuencia”. Los generadores de centrales eléctricas de gas y carbón tienen turbinas giratorias pesadas y grandes que se ajustan a 50 hertz. Si el impulso se cae repentinamente, esas turbinas continúan girando debido a su peso pesado, de repente no se detienen. Ese efecto se llama inercie. “Esto hace posible mantener el equilibrio y estabilizar el movimiento de la frecuencia de ida y vuelta. La inercia asegura que se llenen cambios repentinos en la frecuencia. Es por eso que la red eléctrica tiene tiempo para responder a los cambios.
“Pero en un área con muchos paneles solares y turbinas eólicas hay menos inercia. Eso hace que la red eléctrica sea menos robusta. Si algo se cae en algún lugar, falta ese efecto de amortiguación y las fluctuaciones de frecuencia pueden propagarse rápidamente. Con una planta de gas, por ejemplo, siempre podemos controlar la cantidad de energía que no queremos producir”.
¿Qué pasa con el principal corte de energía en España y Portugal la semana pasada?
“Todavía no sabemos exactamente lo que estaba sucediendo, pero lo que se destacó es la velocidad con la que se cayó la red eléctrica en la península ibérica. Algo causó un mal funcionamiento, después de lo cual la red eléctrica en las áreas circundantes se intentó al tratar de atrapar las fluctuaciones de frecuencia. En el gran apagón de Italia fue unos dos minutos antes de que el Spangal fue a Spangal. Data. Data de un minuto. En un minuto. En un minuto. En un minuto. En un minuto. En un minuto. En un minuto. En un minuto. Demonio.
La confiabilidad de la red eléctrica en los Países Bajos es del 99,99963 por ciento, dice Tennet. Eso es muy bueno
“Esto es exactamente lo que puede suceder cuando muchas fuentes de energía están en el sistema que no tienen inercia. En lugar de esas grandes masas giratorias que podrían amortiguar los cambios de frecuencia, las fluctuaciones ahora podían extenderse rápidamente. Los sistemas de seguridad se pusieron en marcha y la corriente se cayó a la velocidad del rayo”.
España tiene muchas estaciones de energía hidroeléctrica, que tienen grandes masas rotativas y, por lo tanto, inercia.
“Nadie sabe exactamente qué sucedió exactamente en esta situación específica. Pero cuando la energía solar y eólica es una gran parte de la combinación de energía, como en España, generalmente es más difícil contraer el golpe si las cosas salen mal. Cuando leo sobre el corte de energía, pensé, esta es una señal de que la transición energética no es mucho tiempo”.
En el otro lado de la pared de vidrio en el laboratorio en Delft hay una docena de pantallas de computadora. Los investigadores aquí simulan aquí en las supercomputadoras los peores escenarios que ocurren cuando la red eléctrica se vuelve inestable, para averiguar cómo el sistema puede protegerse mejor.
Usted investiga lo que debe hacerse para mantener la red eléctrica robusta, mientras que el sistema está experimentando un gran cambio.
“Nuestro objetivo es que pronto tendremos un sistema en el que la energía se generará completamente con fuentes renovables. Y que la confiabilidad del sistema sigue siendo la misma. Ahora que la confiabilidad en los Países Bajos es del 99,99963 por ciento, dice Tennet. Eso es muy bueno. Eso equivale a un apagón de aproximadamente 12.8 minutos por año por año. Eso no es mucho.
“Ahora estoy trabajando en un concepto con el que podemos reducir el riesgo de que un apagón de energía se extienda rápidamente como un derrame de petróleo, que ocurrió en España y Portugal la semana pasada. La complejidad que implica la transición de energía hace que sea más difícil monitorear toda la cuadrícula de energía europea al mismo tiempo, como puede hacer un área más pequeña en una especie de isla, esa área es más intencional, entonces será consciente de si algo sale mal allí. Control de islas. “
¿La red de poder no se está volviendo cada vez más vulnerable a los ataques cibernéticos, ahora que se está digitalizando cada vez más información?
“Sí. En el pasado, muchos componentes fueron monitoreados análogos. Pero no podemos darnos cuenta de la transición de energía sin digitalización. Debemos continuar monitoreando la red, y debido a que la demanda de electricidad también está aumentando, también debemos vigilar de cerca la red para que podamos usarla de manera óptima.
“Hoy en día, monitoreamos la red con la ayuda de Internet y los cables de fibra óptica y ponemos todo en software. Es por eso que los ataques cibernéticos se han convertido en un problema mayor para los operadores de red. No se nos permite descuidar esa amenaza. Necesitamos nuevas formas de poder proteger un sistema energético tan complejo contra los ataques deliberados”.
¿Por qué encuentras la red eléctrica tan interesante?
“Siempre estuve interesado en la tecnología de energía eléctrica. Especialmente la energía es fascinante. ¿Cómo es posible que algo que no vea y huele tan poderoso? Un hombre como Nikola Tesla me fascina, el inventor de componentes importantes de la red eléctrica. He colgado un póster de él en mi oficina. Lo miro todos los días”.
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