"Super Grids" al rescate: aprovechando el sol y el viento contra los huracanes del Caribe
Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) han desarrollado un modelo para mantener la electricidad en el Caribe durante los huracanes mediante la exploración de "superredes". Estos sistemas de redes interconectadas pretenden compensar el impacto de la reducción de la energía solar durante las tormentas, mejorando la fiabilidad y resistencia energéticas.
Cuando los huracanes amenacen las costas tropicales, las "superredes" podrían acudir al rescate. Las islas del Caribe están dejando de importar combustibles fósiles caros y utilizan su abundante sol y viento para generar electricidad. Sin embargo, los frecuentes huracanes pueden reducir considerablemente la generación de energía solar. Los investigadores del ORNL desarrollaron un exhaustivo método de modelización para predecir mejor la caída de la generación eléctrica cuando las nubes de tormenta ensombrecen los paneles solares. El equipo estudió formas de compensar estas pérdidas de energía con superredes, un conjunto de redes interconectadas que permiten el flujo de electricidad a través de cadenas de islas o entre continentes.
El investigador principal, Rodney Itiki, subrayó que esta planificación de infraestructuras es crucial para mantener un acceso equitativo a la electricidad en los 12 países insulares del Caribe y territorios estadounidenses como Puerto Rico y las Islas Vírgenes. Estos residentes insulares, históricamente desatendidos, no pueden evacuarse fácilmente de los numerosos huracanes que azotan el Caribe cada año. Es probable que la pérdida de energía solar durante los huracanes sea cada vez más importante en islas como Puerto Rico, que aspira a convertirse a una energía totalmente renovable para 2050.
El modelo de Itiki puede utilizarse para comprender el impacto de las nubes de huracanes en cualquier sistema eléctrico. En este estudio, él y su equipo de expertos en integración de redes, energías renovables y métodos informáticos avanzados utilizaron su algoritmo para explorar distintos enfoques de conexión a la red. Modelizaron cómo afectaría cada enfoque a la disponibilidad de electricidad, analizando cómo reduciría un gran huracán la energía de instalaciones solares conocidas al recorrer 10 posibles trayectorias durante 10 a 14 días.
"Esta es una de las principales aportaciones de la investigación, porque cuando diseñamos el sistema eléctrico, tenemos que hacerlo teniendo en cuenta todos los casos posibles -sobre todo, el peor escenario posible", dijo Itiki, investigador postdoctoral asociado del grupo de Resiliencia de Sistemas Eléctricos del ORNL.
Los investigadores utilizaron simulaciones para conocer la disponibilidad de energía durante los huracanes si las redes eléctricas estuvieran conectadas mediante cables de alta tensión en el fondo del océano. Para saber si estas superredes equilibrarían el flujo de energía entre regiones, el equipo modeló cuatro combinaciones distintas: una red estadounidense independiente; una superred caribeña independiente que uniera todas las islas; una superred estadounidense-caribeña; y una superred que conectara Estados Unidos, las islas del Caribe y Sudamérica.
La configuración de superred más grande incluía 90 plantas fotovoltaicas dentro del corredor de huracanes, además de parques solares en lugares como California y Brasil que no se ven afectados por estos huracanes. El modelo mostró que algunas plantas solares perdían hasta el 88% de su capacidad de generación durante dos días a la sombra de las nubes del huracán.
Los investigadores descubrieron que la superred EE.UU.-Caribe es la que más aumenta la fiabilidad energética. La superred independiente del Caribe resultó ser la menos útil, en parte porque las trayectorias de los huracanes suelen coincidir con la cadena de islas. La adición de Sudamérica no redujo significativamente las variaciones de potencia porque el continente tiene pocas instalaciones solares. Sin embargo, podría proporcionar seguridad energética como fuente de alimentación alternativa si las islas se desconectaran entre sí o del sistema estadounidense.
Cuando era estudiante de posgrado, Itiki quedó intrigado por el exitoso enlace submarino entre las redes eléctricas del Reino Unido y Alemania. Estudió los beneficios potenciales de conexiones similares hasta que un desastre natural de 2017 redujo su enfoque geográfico.
"Poco después de que el huracán María azotara Puerto Rico, empecé a pensar en interconectar Puerto Rico con Florida", dijo Itiki. María dejó a algunos puertorriqueños sin electricidad durante casi un año, el apagón más largo de la historia de Estados Unidos.
Itiki se centró inicialmente en la energía eólica durante los huracanes. Estudió cómo una superred entre Estados Unidos y el Caribe podría reducir los cortes de energía causados cuando los huracanes dañan las turbinas eólicas puertorriqueñas. Después de mejorar la tecnología de las turbinas para hacerlas más resistentes, estudió cómo compartir la energía eólica de los huracanes entre el Caribe, Estados Unidos y Sudamérica.
A continuación, Itiki pretende combinar sus algoritmos solares y eólicos para determinar cómo las superredes podrían mejorar ampliamente la fiabilidad energética tanto en el Caribe como en el continente. Por ejemplo, durante un fenómeno meteorológico grave en EE.UU., ¿podría la red caribeña suministrar energía suplementaria a EE.UU.?
