Electricidad

La corriente continua ha vuelto para quedarse


Muchos años han pasado ya desde aquella antigua batalla electrizante entre el uso de la corriente alterna frente al de la corriente continua para el transporte de la energía eléctrica. Pero lo cierto es que a día de hoy sabemos que es necesaria la combinación de ambas en muchas aplicaciones.

Las tecnologías de corriente continua de alta tensión (HVDC) están altamente consolidadas, desde que se llevara a cabo el primer enlace en el año 1954, que conectaba la isla de Gotland con Suecia. Desde los 20MW de potencia que era capaz de transportar a una tensión de 100kV en aquella época, se han ido haciendo distintas ampliaciones, adaptadas al avance en esta tecnología y en herramientas complementarias de electrónica de potencia, hasta llegar a un sistema combinado de tres enlaces HVDC con una capacidad total de transmisión de 260MW a 150kV de tensión continua.

HVDC Gotland

Pero éste es solo un ejemplo de los más de 100 proyectos que se han ejecutado en el mundo utilizando esta tecnología. Las instalaciones HVDC tienen como principales ventajas la reducción en las pérdidas energéticas respecto a las de corriente alterna, y su menor requerimiento de potencia reactiva [1]. Además, la inversión en este caso es inferior por tener una estructura más sencilla y necesitar de menos cableado.

Comparación AC-DCEs importante tener en cuenta que tanto la generación de energía eléctrica como los consumos se realizan en corriente alterna, por lo que a la hora de utilizar un enlace HVDC será necesaria la rectificación de la energía en la subestación de los puntos de generación. Esto es, convertir la corriente alterna generada en las centrales eléctricas en corriente continua, mediante el uso de dispositivos de electrónica de potencia llamados inversores. Por otra parte, cuando la energía haya viajado a lo largo de todo el sistema de transporte de energía y esté en un punto próximo a la ciudad donde será consumida, deberá ser reconvertida a corriente alterna para su distribución a los hogares.

Las líneas de transmisión de energía eléctrica en HVDC presentan muchas ventajas en ciertas aplicaciones, siendo así una herramienta muy útil para los sistemas eléctricos. A la hora de transportar grandes cantidades de energía a través de largas distancias, como es el caso de centrales hidroeléctricas muy remotas, este tipo de tecnología es mucho más económica que el uso de líneas de corriente alterna. Esto se debe a que su configuración es normalmente bipolar y se necesita en este caso un tercio de los conductores que serían necesarios en un circuito de corriente alterna trifásico equivalente.

Pero no solo se debe a eso, sino que además el coste de transmisión por MWh es inferior ya que la energía en todo momento se transporta de un polo al otro sin verse afectados por la saturación de la red que ocasionan los flujos de potencia en anillo generados en corriente alterna. Éstos son un fenómeno por el que la circulación de potencia en sentido contrario a la carga disminuye la capacidad de transporte disponible de la línea. Al no tener lugar en transmisiones de corriente continua, la línea dispone de capacidad para transportar más potencia y esto hace que se abarate el coste de la energía [2].

En el caso de conductores enterrados o submarinos para la transmisión de energía en HVDC, no existe restricción física alguna respecto de la potencia que pueda transportarse. Si este tipo de líneas se hicieran utilizando corriente alterna, las pérdidas a causa del alto efecto capacitivo serían el doble que al utilizar HVDC. Cabe mencionar que el efecto capacitivo hace referencia al almacenamiento de cargas residuales (que en una línea de transporte se consideran pérdidas) en un sistema formado por dos o más conductores. Teniendo en cuenta que en el caso de líneas en corriente continua no es necesario el uso de tres fases como en las redes trifásicas alternas, este efecto se ve muy reducido.

CONDUCTOR SUBMARINO HVDCp

Una aplicación muy útil en el uso de transmisiones HVDC con cables submarinos puede ser la conexión de instalaciones offshore como parques eólicos marinos, o también la interconexión de islas como la mencionada Gotland. Además, gracias a la auto-conmutación, al control dinámico de la tensión, y a la capacidad de arranque autógeno (por el cual una central eléctrica es capaz de restablecerse sin depender de la red), los sistemas de corriente continua de alta tensión se convierten en una tecnología ideal para sistemas eléctricos débiles como los insulares.

eolica offshore

Así, gracias a las nuevas tecnologías, cada vez aumentan las ventajas en el uso de corriente continua para el transporte de la energía eléctrica en muchos casos. Aquel episodio se la historia que se ha venido a llamar la Guerra de las Corrientes nos muestra cómo al principio de la era eléctrica la gran batalla que existía era la imposición de la corriente alterna o de la corriente continua para todo el sistema eléctrico de potencia de un país. Hoy, tras el paso de las décadas, sabemos que no hay una respuesta de blanco o negro a aquella pregunta que se planteaban a principios del siglo XX.

[1] ¿Sabías que…? La potencia eléctrica es el producto de la corriente por la tensión. Cuando hablamos de corriente alterna, en la que las ondas de corriente y tensión tienen un desfase en el tiempo, hay dos componentes para la corriente: la activa y la reactiva. Según cuánta cantidad de cada tipo de corriente tengamos, será mayor o menor la cantidad de potencia activa (P) y potencia reactiva (Q) transportada en nuestro sistema de transmisión. La relación entre potencia activa y reactiva es el llamado factor de potencia, y es muy interesante que sea lo más elevado posible para que la potencia activa transmitida sea lo más alta posible también.

[2] Muchas veces se utiliza la palabra energía como sinónimo de potencia, pero aunque están íntimamente relacionadas, no es del todo correcto. Cuando hablamos de potencia nos referimos a la cantidad de energía que se puede consumir en una unidad de tiempo. Así, en nuestros hogares tenemos una potencia contratada, y lo que nos indica es la máxima energía que podemos consumir en un instante concreto.

** Este artículo ha sido elaborado para la Revista CoolScience, de mediazines, y se publicó en ella el pasado mes de abril de 2015.

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