Un grupo de investigadores del IFISC (Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos), cuya titularidad comparten la Universidad de las Islas Baleares (UIB) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han publicado un estudio en el que analizan cómo varía el riesgo de apagones en la red eléctrica cuando se sustituyen progresivamente las centrales eléctricas convencionales por fuentes de energía renovables variables hasta llegar a fracciones de generación con renovables por encima del 80%.
Los científicos han empleado un modelo de criticalidad autoorganizada para los apagones del sistema eléctrico, conocido como modelo OPA (ORNL-PSERC-Alaska), y han partido del sistema eléctrico balear con una alta penetración de energía solar como caso de estudio. También han tenido en cuenta una pequeña cantidad de energía eólica, pero esta fuente de energía es demasiado variable en las Islas Baleares para que sea conveniente desarrollarla masivamente.
En este trabajo, los investigadores solo tienen en cuenta las variaciones de producción renovable día a día y se introduce una capacidad de almacenamiento equivalente a tres días de generación para garantizar un suministro de energía más constante. También parten del patrón de consumo actual sin adoptar medidas de ahorro adicionales.
Menor riesgo a mayor número de puntos de producción solar
Los resultados de las simulaciones muestran que, partiendo del caso actual en el que las renovables suponen un 3%, se puede sustituir hasta un 30% o 40% de la capacidad de generación convencional por energía solar fotovoltaica sin aumentar el riesgo de apagones. Además, este riesgo disminuye ligeramente gracias al hecho de que hay más puntos de producción solar, lo cual hace menguar la carga de la red de distribución.
Aumentando todavía más la fracción renovable de la capacidad instalada, manteniendo la capacidad de generación total igual al 140% del consumo, el riesgo de apagones aumenta exponencialmente a causa de la carencia de suministro en días de poca producción renovable, principalmente en invierno.
Fracción de energía renovable por encima del 40%
Para aumentar la fracción de energía renovable por encima del 40% y garantizar el suministro en todo momento para mantener el riesgo de apagones al nivel actual, la investigación apunta dos opciones: mantener la capacidad de generación convencional a la vez que se aumenta la capacidad renovable o instalar una gran sobrecapacidad renovable.
Los cálculos de los investigadores muestran que, en el segundo caso, para llegar al 80% de la producción renovable sin aumentar el riesgo de apagones se tiene que instalar una capacidad de energía solar que pueda producir durante el año 2,5 veces la demanda anual. Aun así, para garantizar el suministro en periodos de poca producción renovable, este escenario mantiene una potencia convencional instalada equivalente al 32% del consumo. Según la investigación, escenarios con menos generación convencional requerirían mucha más capacidad de almacenamiento a largo plazo.