La Organización Latinoamericana y Caribeña de Energía (OLACDE) ha publicado la Nota Técnica N.º 20, Más allá del potencial: retos técnicos de la integración de energías renovables, en la que analiza las transformaciones necesarias en los sistemas eléctricos de América Latina y el Caribe para incorporar una participación creciente de generación solar fotovoltaica y eólica.

El documento, elaborado por investigadores del Programa de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Pereira, en Colombia, junto con OLACDE, sostiene que el crecimiento de las energías renovables no convencionales plantea nuevos desafíos para la planificación, operación y control de las redes eléctricas.

Uno de los principales cambios identificados es el tránsito desde sistemas dominados por máquinas síncronas hacia otros con una presencia cada vez mayor de inversores de potencia. Los paneles fotovoltaicos y los sistemas de almacenamiento con baterías trabajan en corriente continua y necesitan estos dispositivos para su interconexión con las redes de corriente alterna. Las turbinas eólicas modernas también recurren a etapas de conversión mediante electrónica de potencia.

OLACDE considera este cambio un nuevo paradigma para la operación de las redes. A diferencia de las máquinas síncronas convencionales, los inversores no aportan de manera inherente la misma inercia rotacional que históricamente ha contribuido a estabilizar la frecuencia del sistema ante cambios bruscos entre generación y demanda.

La nota plantea que la inercia puede emularse mediante el control de los inversores, aunque para ello se necesita disponer de energía, que puede proceder de sistemas de almacenamiento con baterías, o mantener capacidad disponible en el convertidor. Según el documento, estas necesidades deben incorporarse desde las etapas de planificación y evaluación económica de los proyectos.

Nuevas protecciones para redes con inversores

La transformación afecta también a los sistemas de protección. Con una elevada participación de recursos basados en inversores, las corrientes durante una falla pueden presentar características diferentes de las de las redes convencionales, por lo que OLACDE apunta hacia protecciones más inteligentes, coordinadas y adaptativas.

El estudio dedica además atención específica a los estudios de transitorios electromagnéticos (EMT) y a los modelos cuasidinámicos. Su índice incluye apartados específicos sobre control de frecuencia y tensión, protecciones, estudios EMT y habilitadores regulatorios para la integración de renovables en los sistemas de transmisión.

El documento sitúa estas necesidades dentro de una transformación más amplia de las redes. Además de fotovoltaica y baterías, los sistemas modernos incorporan enlaces de transmisión HVDC y dispositivos de electrónica de potencia como los STATCOM para proporcionar potencia reactiva y soporte de tensión.

OLACDE concluye que una mayor penetración renovable requiere que los países de la región desarrollen capacidades propias en electrónica de potencia, control coordinado, protección de área amplia, modelación avanzada, planificación e investigación aplicada. La organización considera que la adaptación de estas tecnologías a las características de los sistemas latinoamericanos será determinante para mantener la seguridad y confiabilidad de las redes a medida que aumente la participación de solar, eólica y almacenamiento.