Por qué un aerogenerador está parado con viento suficiente

El motivo más obvio para encontrarse un parque eólico parado es, sin duda, la falta de viento, pero ¿qué otros motivos no tan claros pueden explicar que un aerogenerador esté en parada cuando hay viento suficiente?.

¿Por qué hay aerogeneradores parados?

Por qué un aerogenerador está parado con viento suficiente. Aunque exista viento suficiente para su funcionamiento, en ocasiones los aerogeneradores de un parque eólico se detienen por diversos motivos:

Mantenimiento preventivo

Como la gran mayoría de equipos, los diferentes componentes de un aerogenerador deben ser inspeccionados cada cierto tiempo. Y realizar procedimientos de mantenimiento, engrase, sustitución de fungibles, etc. El mantenimiento suele ser la causa más habitual en los casos en los que vemos un aerogenerador parado y otros funcionando dentro del mismo parque eólico. Estas paradas por mantenimiento suelen programarse en uno o varios aerogeneradores simultáneamente. Y en los periodos cuando se prevé que sople menos viento, para así desaprovechar la menor cantidad de energía posible.

Averías – Mantenimiento correctivo

En ocasiones los componentes del aerogenerador sufren averías que obligan a parar el equipo y a desconectarlo de la red. En estos casos, se procede a su reparación para recuperar el servicio lo antes posible. Dependiendo del componente averiado pueden requerirse de días, semanas o incluso meses para repararlo o sustituirlo. Por ejemplo, las averías en tarjetas electrónicas pueden solucionarse en unas pocas horas. Pero la reparación de grandes elementos como las palas, el generador o la multiplicadora, aunque poco frecuentes, implican largos tiempos de parada.

Condiciones ambientales adversas

A partir de una determinada velocidad de viento, los aerogeneradores tienen que dejar de girar por seguridad. En ese momento, las palas se colocan paralelas al viento, no perpendiculares como es habitual. Y se procede a la parada del generador. Las paradas por seguridad son necesarias, ya que de lo contrario la fuerza excesiva del viento podría provocar el colapso de la máquina. La velocidad de viento máxima suele establecerse alrededor de los 25 metros por segundo. Són velocidades poco habituales en periodos continuos, pero que sí pueden darse en situaciones puntuales de tormenta o condiciones climatológicas muy adversas. Otra causa de parada de los aerogeneradores por condiciones climáticas es la acumulación de hielo en las palas, en el caso de temperaturas bajas muy extremas. En estos casos, los aerogeneradores también tienen que parar por seguridad, ya que el hielo de las palas puede provocar sobrecargas y un mal funcionamiento de la máquina.

Control del ruido

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La normativa de algunas Comunidades Autónomas obliga a controlar el nivel de decibelios emitido por los aerogeneradores. Es una medida de protección en caso de proximidad a zonas habitadas. Para evitar ruidos molestos, los aerogeneradores se suelen parar dependiendo de la hora del día (por la noche es más estricto). La distancia al aerogenerador o la dirección del viento (el ruido se propaga con él) también cuentan.

Paso de aves y migraciones

Los parques eólicos más modernos incorporan sistemas de detección y monitorización de aves. Una medida de protección para determinadas especies que puedan sobrevolar la zona. Cuando se detecta riesgo de colisión, los aerogeneradores cercanos reciben orden de parada hasta que los ejemplares abandonan las proximidades del parque.

Condiciones eléctricas fuera de rango

Los aerogeneradores de los parques eólicos pueden recibir consignas de parada desde los centros de control. Es el caso de que, excepcionalmente, no puedan cumplir con los parámetros de calidad de la energía. Es decir, en los casos en los que las condiciones eléctricas en terminales de máquina queden fuera de las especificaciones técnicas.

Restricciones Técnicas en la Red, vertidos o “Curtailments”

La energía eléctrica generada en los parques eólicos. Y en el resto de las centrales de generación, debe poder transportarse hasta los centros de consumo a través de las líneas de transporte y distribución. Además, la potencia eléctrica producida (generación) en todo momento debe ser igual a la consumida (demanda). Asegurando que la frecuencia de la red se mantiene en 50 Hz.

Y que no se estropeen los equipos que los consumidores tenemos conectados en nuestras viviendas, industrias, comercios y oficinas. Sin embargo, en ocasiones no es posible transportar toda la energía generada hasta los centros de consumo. Existen días y horas del año en el que se juntan varios factores que hacen que la energía eólica generada no se pueda aprovechar al completo. Y se tengan que parar los aerogeneradores e incluso parques eólicos enteros.

Situaciones puntuales

  • Días y horas del año en los que se producen aumentos bruscos de la energía producida. Principalmente mucho viento (eólica), mucha lluvia (hidroeléctrica), mucho sol (fotovoltaica). Y que la demanda responda del mismo modo al unísono.
  • Períodos de tiempo de disminución de la demanda que pueden coincidir con momentos de gran recurso renovable. Épocas de crisis económicas con menor actividad empresarial. Y estaciones con temperaturas templadas (sin calefacción ni aire acondicionado…). También momentos puntuales de baja demanda (madrugadas, Semana Santa, vacaciones).
  • Existen zonas de España donde la red eléctrica todavía es demasiado débil. Y no cuenta con capacidad suficiente para absorber y canalizar toda la potencia generada. Es el caso de algunas zonas típicas de buen viento, que ya cuentan con una fuerte implantación de parques eólicos. Y que en días de mucho viento, ven como la red eléctrica se satura por falta de capacidad.

En estos casos, para mantener la seguridad y la estabilidad del sistema eléctrico, Red Eléctrica de España (REE) tiene que enviar órdenes de parada. Y a algunas instalaciones de generación, hasta que se subsanan las situaciones puntuales de congestión en la red o de excesos de generación.

Y hablando de restricciones técnicas y de posibles «curtailments» que pueda ordenar REE. ¿Son escenarios habituales?. ¿Se han dado siempre o es algo que está empezando a ocurrir ahora por el crecimiento renovable?. En esos casos, ¿por qué no podríamos parar o bajar la potencia de centrales convencionales en lugar de renovables?. ¿Se espera que de cara a futuro sean más habituales?. ¿Qué soluciones hay?.

Restricciones técnicas

Las restricciones técnicas o “curtailments” a la energía eólica han existido siempre. Pero hasta hace poco se mantenían en valores bajos o prácticamente testimoniales. Sin embargo, la puesta en servicio de nuevos parques eólicos y fotovoltaicos a raíz de la incorporación de nuevas instalaciones renovables.

Que tuvo lugar principalmente a partir de 2019 (fruto de las subastas de 2016 y 2017), las restricciones o “curtailments” a parques eólicos han aumentado considerablemente, especialmente en aquellas zonas de España de mejor viento. Como dato, las limitaciones aplicadas a la eólica durante 2020 ascendieron a 187 GWh. Un valor casi 4 veces superior al del año anterior (49 GWh en 2019). Esta tendencia al alza ha continuado durante 2021 y lo que llevamos de 2022, a medida que se han seguido construyendo nuevas plantas renovables.

La Unión Europea estableció unos ambiciosos objetivos de descarbonización para luchar contra el calentamiento global y el cambio climático. De acuerdo al Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) para 2030. En España es necesario aumentar un 70% la potencia eólica instalada en la actualidad.

Y un 240% la potencia fotovoltaica para conseguir que el 74% de la energía eléctrica consumida provenga de fuentes renovables. Sin duda, la instalación de más parques eólicos en zonas de buen viento, que ya cuentan con una red eléctrica muy saturada. Y puede agravar el problema de restricciones técnicas a las renovables. Otras tecnologías de generación convencional también sufren limitaciones, pero en menor medida. Son las que se encuentran en zonas menos saturadas y cada vez tienen una menor participación en el mercado eléctrico.

Soluciones

Existen varias soluciones al problema creciente de las restricciones técnicas. La solución más obvia consiste en mejorar la capacidad de las redes de transporte. Y también la distribución en aquellas zonas en las que se prevé un mayor aumento de parques eólicos y fotovoltaicos. Evitando que se sigan congestionando en el futuro. Sin embargo, la construcción de nuevas líneas eléctricas.

Y el refuerzo de las existentes, conlleva lentos procedimientos de planificación. Y tramitación por parte de las Administraciones. Estos procesos deben agilizarse para que las redes de transporte puedan seguir el ritmo de instalación de los nuevos parques renovables. Y del cumplimiento de los objetivos de descarbonización a 2030.

Por otro lado, la Unión Europea establece que el volumen de vertidos renovables no debe superar el 5%. Sin embargo, en la actualidad no se dispone de información detallada sobre las restricciones aplicadas en los diferentes nudos de la red por parte del operador del sistema. Por lo que no es posible conocer si en algunas regiones de España ya se están superando estos umbrales. Por tanto, el primer paso es dotar de mayor transparencia y visibilidad al problema, para que las empresas puedan tomar decisiones y no se siga agravando la situación.

Adicionalmente a lo anterior, la solución pasa también por acelerar la introducción de tecnologías que permitan aumentar la gestionabilidad de las renovables en el sistema eléctrico. Que permitan “guardar” la energía renovable generada durante aquellos momentos de congestión, para poderla introducir en la red más adelante.

Las tecnologías de almacenamiento por baterías ya se encuentran disponibles desde hace varios años. Pero en España todavía no se han desarrollado los procedimientos de tramitación para su conexión. Y tampoco los mecanismos de mercado que viabilicen económicamente su implementación en parques eólicos o fotovoltaicos.

Regulaciones

El sistema eléctrico español está regulado con el objetivo de garantizar la estabilidad del mismo y el suministro de electricidad. El funcionamiento del sistema eléctrico español está regulado en la normativa y en los procedimientos de operación con el objetivo de garantizar la estabilidad del sistema. Y el suministro de electricidad a todos los consumidores.

Los mecanismos de aplicación de restricciones técnicas están perfectamente definidos en estos procedimientos. Y son aplicados con rigor por Red Eléctrica de España en su función de operador del sistema, desde su Centro de Control de Energías Renovables. Además, la Comisión Nacional de Mercados y la Competencia (CNMC) vela por el cumplimiento eficiente de dicha regulación. Y en lo que se refiere al buen funcionamiento de estos procesos de mercado y de sus actores, de tal modo que se garantice una competencia efectiva entre todos ellos.

Por lo tanto, se trata de trabajar en la resolución de un reto técnico al que se enfrentan todos los sistemas eléctricos internacionales, para poder integrar más energías renovables y conseguir precios de electricidad más competitivos. Por qué un aerogenerador está parado con viento suficiente.

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