Las redes suburbanas, las más vulnerables a los altos niveles de vehículos eléctricos, bombas de calor y sistemas fotovoltaicos

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Los Países Bajos se enfrentan actualmente a graves problemas de capacidad de la red, ya que cada vez hay más proyectos de energías renovables, especialmente solares, en funcionamiento. Los operadores de red holandeses y los propietarios de activos de generación de energía están tomando una serie de medidas para reducir la carga de la red y evitar la restricción de la energía fotovoltaica.

Teniendo esto en cuenta, investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) han estudiado el impacto de distintos índices de penetración de vehículos eléctricos (VE), bombas de calor y generación fotovoltaica en la red holandesa. Analizaron los efectos de estas tecnologías sobre la sobrecarga y las desviaciones de tensión nodal en diferentes redes de distribución y estaciones del año.

“Los autores reconocen que los estudios de evaluación del impacto en la red dependen en gran medida de las especificaciones de la red investigada y de las características del caso estudiado”, afirma el grupo de investigación. “Por lo tanto, los resultados no pueden generalizarse directamente a todos los estudios de casos que investigan diferentes redes de distribución. No obstante, este trabajo puede aportar información valiosa, especialmente en el caso de los Países Bajos”.

Los investigadores utilizaron datos reales de operadores de redes de distribución holandeses y clasificaron las distintas redes de distribución del país en redes rurales con carga ligera, redes rurales con carga pesada, redes suburbanas con carga ligera, redes suburbanas con carga pesada, redes urbanas con carga ligera y redes urbanas con carga pesada. Utilizando un programa informático, simularon las condiciones de la red sólo con penetración fotovoltaica y de VE, o sólo con fotovoltaica y bombas de calor. También tuvieron en cuenta la penetración combinada de FV, bombas de calor y VE.

Fijaron los índices de penetración para la simulación en el 50%, el 80% y el 100%.

Según sus conclusiones, las zonas suburbanas holandesas son las más vulnerables al aumento de la penetración de todas las tecnologías. En verano e invierno, las redes suburbanas mostraron una sobrecarga de hasta el 800%. En cuanto a la sobrecarga de las líneas, ambas redes suburbanas están sobrecargadas a partir del 50% de penetración total, y las redes suburbanas pesadas tienen líneas que superan el 700% de sobrecarga.

“La red suburbana ligera registra una caída de tensión inferior a 0,9 por unidad (pu) incluso a partir del 50% de penetración (una vez), mientras que también una vez la tensión cae por debajo de 0,85 pu al 100% de penetración”, señala el académico. “En la red suburbana pesada se observan múltiples incidentes de subtensión en las tres penetraciones. Alcanzando hasta 0,65 pu. y 0,42 pu a penetraciones del 80% y el 100%, respectivamente”.

En los resultados de la red rural, la configuración ligera no mostró violaciones del transformador en ninguna circunstancia, mientras que la red rural pesada experimentó sobrecarga del transformador a una penetración del 50% de FV combinadas, bombas de calor y VE. La sobrecarga de la línea no se produjo en la red rural ligera, pero sí en la red rural pesada con un índice de penetración del 80%. No se observaron subtensiones ni sobretensiones en ambas redes rurales.

Del mismo modo, en las redes urbanas no hubo casos de subtensión ni sobretensión. Durante el invierno, las redes urbanas mostraron una sobrecarga máxima del transformador del 331% y una sobrecarga de la línea del 164% con una penetración total. En verano, también con una penetración del 100%, estas cifras fueron del 258% y el 125%, respectivamente.

“El uso más frecuente de bombas de calor para calefacción/refrigeración provoca un mayor impacto general en la red, pero los periodos de carga más largos de los VE provocan infracciones más duraderas”, afirman los investigadores. “Los resultados también se han comparado con los obtenidos mediante datos agregados de bases de datos, lo que demuestra que los enfoques ascendentes presentan resultados más pesimistas que los descendentes. Sin embargo, las principales conclusiones siguen siendo similares”.

Los investigadores presentaron sus conclusiones en “Assessing the grid impact of Electric Vehicles, Heat Pumps & PV generation in Dutch LV distribution grids” (Evaluación del impacto en la red de los vehículos eléctricos, las bombas de calor y la generación fotovoltaica en las redes de distribución de BT neerlandesas), publicado recientemente en Applied Energy.

“El mayor aislamiento y la mejora de la etiqueta energética de los futuros edificios son muy recomendables para minimizar el impacto en la red de la futura calefacción eléctrica”, señalaron.

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