El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 establece unos objetivos muy ambiciosos en cuanto a reducción de emisión de gases de efecto invernadero, de penetración de energías renovables y de eficiencia energética. Para lograr estos objetivos, hay dos elementos claves sobre los que hay que actuar en los próximos años: la hibridación y el almacenamiento.
Si estás pensando en instalar fotovoltaica para tu vivienda o negocio, seguramente te han venido a la mente muchas preguntas, entre ellas: ¿Qué inclinación y orientación deben tener mis paneles fotovoltaicos? ¿De dónde obtener los datos de radiación para mi instalación solar? ¿Cómo dimensiono mi instalación? ¿Es mejor instalar paneles mono o policristalinos? ¿Utilizo un único inversor o instalo microinversores?
El MITECO (Ministerio para la Transición Ecológica) prepara una subasta de Energías Renovables por un mínimo de 3.000 MW para enero de 2021 y un total de casi 20.000 MW hasta 2025. ¿Qué efecto tendrán estas subastas en el precio de la electricidad?
Si has llegado hasta aquí y no tienes ni idea de qué es un armónico, cómo se originan y cómo evitarlos, enhorabuena: Te doy la bienvenida al mundo de los mortales.
Por definición la distorsión armónica no es más que la ‘deformidad’ de una onda. Esta deformidad, que en conjunto se conoce como THD (Tasa de Distorsión Armónica), es la suma de la afección individual de cada uno de los distintos armónicos presentes en el espectro armónico de la onda.
La onda de tensión alterna que llega a un punto de consumo, se suministra a 50 Hz y es una onda senoidal perfecta. Sin embargo, dependiendo del tipo de carga que conectemos, la forma de la onda de corriente que consumirá esa carga, cambiará. En concreto, si lo que conectamos son cargas no lineales, cambiaremos la forma de onda de la corriente, generando armónicos en la instalación.
— ¿Y cómo sé yo si estoy conectando cargas no lineales a mi instalación?
— No te preocupes Fulguencio, te traigo una lista de las cargas no lineales más comunes:
Por ejemplo, aquí vemos las curvas de un tubo fluorescente. Como se puede apreciar, la curva de tensión (azul) no tiene la misma forma que la onda de corriente (roja). Esto se debe a que la carga es no lineal.
Estos armónicos se dividen en rangos (n), así pues, un armónico solamente podrá ser de frecuencia un número entero de veces la frecuencia base (50 Hz). Por ejemplo, el armónico de rango 2 será de frecuencia 2×50 Hz=100 Hz, el armónico de rango 3 será de frecuencia 3×50 Hz=150 Hz. De igual forma que un armónico de rango n tiene n veces la frecuencia de la componente base, la amplitud de la onda será inversamente proporcional al rango, es decir, será 1/n veces la amplitud de la componente base.
Entonces, el peor armónico debería ser el de rango 2, ya que fuera de la componente fundamental de 50 Hz, es el que más amplitud tiene, ¿no? Negativo, Fulgencio: los armónicos de rango par normalmente se anulan entre sí, por tanto, el siguiente peor es el de rango 3.
— ¿Y por qué es tan peligroso el armónico de rango 3?
En sistemas trifásicos equilibrados (donde todas las fases soportan la misma carga y éstas son lineales), la corriente que pasa por el conductor del neutro es cero al anularse matemáticamente las componentes de corriente de las 3 fases. Sin embargo, cuando tenemos cargas no lineales que generan armónicos, éstas los producen en cada una de las fases.
En el momento en que las corrientes llegan al conductor del neutro y se “suman” eléctricamente, no hay ningún problema con las componentes fundamentales ya que están desfasadas entre sí y se anulan en el caso de sistemas equilibrados y con cargas lineales. Sin embargo, cuando hay cargas no lineales trifásicas y existe componente de rango de 3 no pasa lo mismo, ya que, por sus características constructivas, la onda no se anula, sino que se multiplica por 3. De esta forma, tendríamos circulando por la instalación una onda de la misma amplitud que la original, pero con el triple de frecuencia.
—Pero bueno, ¿y que puede pasar si tengo armónicos en mi instalación?
—Pues Fulgencio, los problemas más típicos ocasionados por la presencia de armónicos en las instalaciones son los siguientes:
— ¿Entonces debo cambiar algo en la instalación de mi casa?
— Si tienes una casa normal, con uno o dos ordenadores conectados, y haces un uso normal de las cosas, la respuesta es no. Diferente sería si tienes 20 ordenadores encendidos las 24h del día minando criptomonedas.
Ahora bien, en el caso de las instalaciones industriales o con muchos ordenadores conectados, es muy recomendable realizar un análisis de los armónicos mediante el uso de un analizador de redes. De esta forma podremos saber cuáles son aquellos que aparecen en mayor o menor medida y mitigarlos.
La forma más común de acabar con los armónicos de una instalación eléctrica es con el uso de filtros activos. Estos filtros se encargan de cuidar de la calidad de nuestro suministro eléctrico mediante el filtrado de los armónicos con filtros paso-banda, paso-alto o paso-bajo que solamente dejan pasar ciertas frecuencias de onda. También los hay que realizan un equilibrado de las fases minimizando la corriente que circula por el neutro, además de compensar la potencia reactiva para evitar el uso de baterías de condensadores o recargos en la factura.
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