Que Es La Cadena De Suministro Electrica Y Como Funciona
Noticias | 18/7/2024
¿Qué es la cadena de suministro eléctrica y cómo funciona?
La cadena de suministro eléctrica es un complejo sistema de procesos e infraestructuras que lleva la electricidad a nuestros hogares y nos permite utilizarla para nuestras actividades cotidianas. Entender cómo funciona la cadena de suministro es clave para apreciar el entrelazamiento y la importancia de la electricidad en la vida de todos nosotros y para evaluar los retos y oportunidades que presenta, sobre todo en el contexto de la transición hacia fuentes de energía más sostenibles.
La cadena de suministro de electricidad tiene cuatro niveles:
Producción
Transmisión
Distribución
Consumo
La producción
A diferencia del gas y el agua, que ya están presentes en la naturaleza y sólo hay que extraerlos, la electricidad hay que producirla artificialmente (hay fuentes naturales de electricidad, pero la recuperación, por ejemplo, a partir de un rayo no es nada sencilla, debido a la altísima tensión con la que golpea el suelo).
Existen varias fuentes a partir de las cuales se puede producir electricidad:
Centrales térmicas: en estas centrales se utilizan principalmente combustibles fósiles como gas, carbón y derivados del petróleo. Éstos activan turbinas de vapor específicas que generan electricidad. Las centrales térmicas, que son de las más utilizadas para la producción de electricidad, tienen, sin embargo, un enorme impacto en el medio ambiente debido a las emisiones. Por eso, desde hace algún tiempo, la atención se dirige hacia otras formas de producción;
Centrales hidroeléctricas: en Italia, las centrales hidroeléctricas representan uno de los sectores más importantes, gracias al gran número de fuentes de agua (ríos, lagos, ...) de nuestro país. Permiten producir electricidad aprovechando la fuerza del agua. Se alimentan, por tanto, de una fuente de agua en movimiento procedente de un río o una presa. La fuerza del curso de agua mueve las turbinas hidráulicas que giran y generan energía mecánica, que luego es convertida en electricidad por el generador eléctrico rotativo. En cuanto al impacto sobre el medio ambiente, las centrales hidroeléctricas representan sin duda un avance con respecto a las centrales termoeléctricas, ya que no producen emisiones contaminantes. Sin embargo, la invasividad de estructuras como las presas es bastante significativa y es motivo de atención desde hace tiempo;
Centrales termonucleares: las centrales nucleares se caracterizan por la presencia de uno o varios reactores, que calientan un fluido caloportador mediante la energía liberada por las reacciones nucleares. Tras este proceso inicial, el fluido caliente que sale del reactor se envía a un sistema que, mediante un ciclo termodinámico, permite la producción de electricidad. El debate sobre la energía nuclear para la producción de electricidad ha sido, y sigue siendo, uno de los más acalorados en Italia. Tras la catástrofe de Chernóbil en 1987, Italia dio un paso atrás en la energía nuclear, renunciando, sin embargo, a una gran parte de la electricidad que ahora tiene que importar del extranjero (alrededor del 17% de la demanda total, que recibe de Francia, Suiza y Alemania);
Sostenibilidad
Fuentes renovables: afortunadamente, la naturaleza ofrece bastantes pistas para la producción de electricidad a través de fuentes renovables: el viento, el sol, los yacimientos geotérmicos, etc., son algunas de las fuentes de las que se puede obtener electricidad, permitiendo además reducir las emisiones de CO2 y posibilitando un consumo más sostenible.
La transmisión
Una vez generada, la energía eléctrica debe transportarse desde los lugares de producción hasta los centros de consumo. Es en este punto, por tanto, donde comienza el proceso de transmisión.
El transporte de la electricidad suele realizarse mediante una red de líneas eléctricas de alta tensión (denominada red de transporte o red de transmisión), caracterizada por torres o postes y cablesconductores que conectan las fuentes de generación con las subestaciones y, posteriormente, con las redes locales de distribución.
Durante el proceso de transmisión, para evitar pérdidas, la electricidad se transforma primero en tensión. De hecho, la alta tensión reduce la cantidad de corriente necesaria para transferir la electricidad, disminuyendo así las pérdidas causadas por la resistencia de los cables. Las tensiones a las que pueden funcionar las redes varían: 110 kV, 220 kV, 400 kV son algunos de los ejemplos más comunes, pero también hay redes que funcionan a tensiones más altas (hasta 765 kV). Sin embargo, para transportar electricidad a distancias muy largas, también es posible utilizar la transmisión en corriente continua, cuya principal ventaja son las menores pérdidas en comparación con la corriente alterna.
En Italia, las funciones de transmisión y despacho de electricidad están encomendadas a la empresa Terna, que opera en régimen de monopolio natural y dentro de un mercado regulado.
La distribución
La tercera etapa de la cadena de suministro de electricidad es la distribución, que lleva la electricidad desde los nodos de transmisión hasta los hogares, oficinas e industrias a través de redes locales.
La distribución se realiza en media tensión (valores reducidos de 10kV, 15kV, 20kV) y baja tensión (valores de 230V y 400V). El transporte de energía eléctrica en esta coyuntura, por razones principalmente técnicas y económicas, tiene lugar en forma de corriente alterna trifásica, pero para otros fines especiales (como la tracción eléctrica) también es posible el transporte en corriente continua.
En función del valor de tensión transportado, es posible disponer de líneas
en AAT (extra-alta tensión), para tensiones superiores a 150 kV;
en AT (alta tensión), para tensiones comprendidas entre 30 y 150 kV;
a MT (media tensión), para tensiones entre 1 y 30 kV;
a BT (baja tensión), para tensiones inferiores a 1 kV.
La tensión, sin embargo, no es necesariamente constante durante el proceso de transmisión y distribución. De hecho, dependiendo de las necesidades del sistema, es habitual convertir la tensión, aumentándola o disminuyéndola, para que llegue a los usuarios. Los equipos que permiten tales cambios se llaman transformadores, mientras que los lugares donde cambian los niveles de tensión se denominan talleres eléctricos. Estos últimos son un complejo de equipos contenidos en una o varias zonas al aire libre y se distinguen en:
estaciones transformadoras, que comprenden líneas de extra-alta, alta y media tensión y, a su vez, se distinguen en estaciones anexas a las estaciones generadoras (que elevan la tensión a 380 kV) y estaciones de extra-alta/alta tensión (que transforman los niveles de extra-alta tensión en niveles de alta tensión)
subestaciones transformadoras, que implican líneas de alta, media y baja tensión y se distinguen en primarias (cuyas líneas de media tensión alimentan a usuarios industriales medios y subestaciones secundarias) y secundarias (de las que parte la distribución de baja tensión).
Una vez transformada, la energía eléctrica entra en una red de distribución y llega a su destino en el consumidor. Las redes de distribución, sin embargo, pueden diferir en función de los requisitos de continuidad de la explotación y, en concreto, podemos distinguir
redes radiales;
redes en anillo;
redes malladas;
redes mixtas.
En la distribución radial, las cargas se alimentan por un solo lado y las líneas parten de un centro formado por las barras colectoras de una cabina. La red radial cuesta menos que las demás, debido al menor número y esfuerzo de los equipos de conmutación y protección. También tiene la ventaja de evaluar mejor las corrientes de defecto y detectar mejor las averías. Las desventajas son que su sistema rígido provoca cortes de carga y falta de continuidad de funcionamiento en caso de avería de los equipos.
En la red de distribución en anillo, las cargas se alimentan desde dos lados, por lo que la red tiene una forma cerrada. La principal ventaja es la menor variación de tensión al variar las cargas y una mayor seguridad de suministro para el usuario, mientras que las desventajas son los elevados costes y la mayor dificultad para calcular las corrientes en los distintos tramos del anillo y la consiguiente puesta a punto de las protecciones.
Cuando la corriente eléctrica llega por más de dos lados, estamos en presencia de una red mallada. La ventaja de esta última es sin duda una mejor calidad de servicio, resultante de un uso más eficaz de las líneas y los transformadores. Por otro lado, la principal desventaja es el aumento de la intensidad de la corriente de cortocircuito, por lo que las protecciones deben ser de funcionamiento categóricamente seguro.
Por último, la distribución mixta consiste en la coexistencia de estructuras radiales y anulares.
El consumo
La última etapa de la cadena es el uso de la electricidad por parte de los consumidores finales. El uso de la electricidad, evidentemente, puede tener distintas finalidades: desde el consumo doméstico (que incluye la iluminación, la calefacción, el uso de electrodomésticos y aparatos electrónicos) hasta el consumo comercial e industrial (producción, servicios y empresas).
Por el lado del consumo, en los últimos 25 años aproximadamente ha sido decisiva la revolución de la medición inteligentes, que ha mejorado notablemente la gestión de la oferta y la demanda, permitiendo a los consumidores controlar y optimizar su consumo de energía en tiempo real. En el caso concreto del sector eléctrico, el primero en Italia en adoptar la medición inteligente, se dispone incluso de contadores inteligentes de segunda generación, cuya eficiencia en la recuperación de datos y la comunicación con el software del distribuidor son mayores en número y calidad.
Del lado del consumidor, sin embargo, hay varios factores que contribuyen a determinar el coste de la electricidad. El principal es, sin duda, el mercado del que procede el propio suministro, que puede ser de dos tipos: el mercado libre, en el que operan en competencia productores y mayoristas nacionales y extranjeros, y el mercado cautivo, que afecta a los clientes que sólo pueden recibirla de la compañía eléctrica de su territorio.
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