Mientras que la „calma oscura“ ya es conocida como un escenario crítico en el suministro de energía, su contraparte meteorológica atrae cada vez más atención: la Heloísa. Se refiere a una situación meteorológica con producción simultánea de energía eólica y solar de alto nivel. Lo que inicialmente suena a una imagen ideal de la transición energética, presenta cada vez más enormes desafíos para las redes eléctricas públicas. Las posibles consecuencias son la sobreproducción, los precios negativos de la electricidad y las limitaciones en la operación de la red.
¿Qué es una brisa ligera?
El término Hellbrise proviene de la industria energética y se refiere a una situación meteorológica con mucha radiación solar y viento fuerte al mismo tiempo. Esta combinación, en un sistema energético con una alta proporción de energías renovables, conduce a cantidades de inyección excepcionalmente altas, a menudo más de las que realmente se demandan o que la red eléctrica puede absorber. De este modo, la Hellbrise, a diferencia de la Oscuro abatimiento, a una Sobreproducción de electricidad.
la brisa marina suele soplar Primavera u otoño Auf. Lorsque el consumo de electricidad por parte de la industria y el comercio es bajo los fines de semana o días festivos, el sol está alto a bajas temperaturas y el viento sopla con fuerza, se produce este fenómeno. Entonces, la oferta de energía supera la demanda o se genera demasiada electricidad en el momento o lugar equivocados. Así, la "brisa clara" se está convirtiendo cada vez más en un desafío sistémico en lugar de una excepción en Alemania.
Impacto de una brisa ligera en el sistema eléctrico
El exceso de oferta de electricidad durante una brisa ligera afecta al sistema eléctrico y la estabilidad de la red de varias maneras:
Sobreproducción y excedentes de energía
En las fases de caída del infierno, la inyección de energías renovables puede superar la demanda varias veces a corto plazo. Existe el riesgo de Inestabilidades hasta Apagones, ya que las redes eléctricas dependen del equilibrio instantáneo entre la generación y el consumo para mantener estable la frecuencia de la red. Por lo tanto, el exceso de electricidad debe exportarse, almacenarse o regularse. Esto último se realiza a menudo mediante el Redespacho, en las que se desconectan especialmente turbinas eólicas en el norte de Alemania y, cada vez más, también plantas fotovoltaicas controlables, con los consiguientes costes adicionales.
Precios negativos de la electricidad
Cuando la oferta de electricidad supera la demanda en el mercado spot, se producen precios de electricidad negativos en los mercados. Esto significa que los generadores de electricidad no regulables pueden tener que pagar para que se les compre la electricidad, y los operadores de plantas con tarifas subsidiadas por la EEG (Energías Renovables) no reciben ninguna tarifa de alimentación eléctrica durante estas horas. Por ejemplo, en 2024 hubo alrededor de 457 horas con precios de la electricidad en o por debajo de 0 EUR/kWh, lo que ocurrió aproximadamente cinco veces más a menudo que un período de calma total. Las previsiones sugieren que las brisas suaves podrían ocurrir con mucha más frecuencia en el futuro; según un estudio del Öko-Institut, posiblemente hasta 40 % de las horas del año en 2045.
Cuellos de botella y redistribución de la carga
La red eléctrica actual todavía no está diseñada para transportar eficientemente grandes cantidades de electricidad desde las regiones con mucho viento en el norte y los picos solares en el sur hacia donde se necesitan. La consecuencia es atascos en la red regional, que impiden el transporte de electricidad renovable, aunque teóricamente habría suficiente energía disponible. Sin una expansión suficiente de la red, esto conduce a situaciones críticas para el sistema, que también Seguridad de abastecimiento pueden verse afectados. Los expertos cifran la inversión necesaria en aproximadamente 700 mil millones de euros.
La brisa ligera pone a prueba la estabilidad de la red.
La brisa marina no solo presenta desafíos logísticos para la red eléctrica, sino también límites físicos. Porque una sobreabundancia de electricidad renovable afecta directamente la estabilidad de la red, especialmente la regulación de la frecuencia, el control de voltaje y la operación del sistema.
50 hercios también con alta inyección
La red eléctrica europea debe mantener constantemente un Frecuencia de red de 50 Hertz operan. Esta frecuencia es un indicador sensible del equilibrio entre la generación y el consumo. Mientras que una escasez de energía conduce a una caída de la frecuencia, una brisa fuerte puede provocar un Aumento de frecuencia liderar, especialmente si la inyección y la carga no se coordinan estrechamente. En tales casos, los mecanismos de protección automatizados y la potencia de control primaria deben intervenir rápidamente para evitar daños en la red.
Tensión y potencia reactiva en una brisa fuerte
Además de la frecuencia, también Soporte de voltaje una tarea central en la operación de la red. Con una generación descentralizada muy alta, pueden ocurrir problemas locales Aumentos de tensión vengan, si no existen consumidores flexibles y conectables. Además, a menudo falta controlable Corriente reactiva resp. Potencia reactiva, que es necesaria para estabilizar el flujo de corriente. Las centrales eléctricas convencionales que han proporcionado estas prestaciones a menudo ni siquiera están conectadas a la red durante las fases de Hellbrise. Sustitución por nuevas tecnologías como, por ejemplo Almacenamiento de baterías a gran escala con soporte de red aún no están en uso generalizado.
Gestión de sistemas más compleja
Cuantos más productores volátiles inyecten simultáneamente altas potencias, más complejo se vuelve la gestión de la carga para los operadores de red. La necesidad de planificación proactiva, datos en tiempo real, operaciones de conmutación automatizadas y coordinación regional aumenta masivamente. Como resultado, los operadores de redes de distribución asumen cada vez más un papel activo, pasando de la distribución pasiva de electricidad al funcionamiento activo de la red con control en tiempo real.
Perspectivas y soluciones en Hellbrisen
Para poder aprovechar la brisa ligera no como un riesgo, sino como una oportunidad para la transición energética, se requieren ajustes estructurales en varios niveles. Las redes, los mercados y las tecnologías deben ser capaces de integrar grandes cantidades de electricidad renovable de manera flexible y eficiente.
Expansión de la red y optimización de la red
Un componente central es el desarrollo según las necesidades la red eléctrica, en particular las líneas de transmisión entre el norte y el sur de Alemania. Sin embargo, además de nuevas líneas, también ganan Tecnologías de red inteligentes gestión de cuellos de botella, transformadores de red locales regulables, tecnología de conmutación automatizada y gestión digital de la red pueden aprovechar la infraestructura existente de manera más eficiente. También el comercio transfronterizo de electricidad ayuda a compensar los picos de generación en los mercados nacionales.
Demanda flexible y más almacenamiento
Para aprovechar de manera útil los excedentes de electricidad de una turbina eólica, se están discutiendo y aplicando varios enfoques. Estas tecnologías ayudan a aliviar la red y a convertir los picos de generación en consumo:
- Grandes sistemas de almacenamiento en baterías para servicios de red a corto plazo y la ampliación de nuevas centrales hidroeléctricas de bombeo
- Tecnologías Power-to-X como electrolizadores para la producción de hidrógeno
- Gestión de la Demanda, es decir, el desplazamiento temporal del consumo eléctrico mediante control inteligente (por ejemplo, en procesos industriales, bombas de calor o infraestructura de carga)
Oportunidades para la integración de sectores
Una palanca crucial reside en la interconexión de diferentes sectores energéticos. La inteligente Acoplamiento sectorial entre electricidad, calor, movilidad e industria, permite un uso de la energía ajustado a las necesidades, donde se necesite en ese momento. Además, estas opciones de consumo son extremadamente flexibles y beneficiosas para la red. Entre ellas se incluyen las combinaciones de:
- Tecnologías Power-to-X (Power-to-Heat, Power-to-Gas, Power-to-Liquid)
- Infraestructura de carga para vehículos eléctricos
- procesos industriales intensivos en energía con uso de energía eléctrica
- Almacenamiento de calor
Incentivos de mercado y señales de precios en Hellbrisen
Incluso el mercado eléctrico alemán selbst debe poder reaccionar mejor a las fases de Hellbrise. Las recientemente introducidas tarifas eléctricas dinámicas En Alemania ya existen los primeros incentivos para ello. Las tarifas de red variables en el tiempo o los precios locales de mercado son otras opciones que apuntan en la misma dirección. Sin embargo, actualmente aún faltan señales de precios dinámicas fuertes que también consumidores flexibles motivar a utilizar la electricidad de forma específica en momentos de alta disponibilidad. Los mercados de flexibilidad a corto plazo y regionales ofrecen otra forma de activar o limitar la generación excedente en tiempo real. Las repercusiones se están probando actualmente en regiones modelo.
Hellbrise: el fenómeno meteorológico de importancia sistémica
La «Hellbrise» es un fenómeno nuevo, pero cada vez más relevante, de la transición energética. Supone un factor de estrés para el sistema eléctrico. Lo que en un primer momento parece una situación ideal, al analizarlo más detenidamente se revela como un reto: la sobrecarga de la red, los precios negativos de la electricidad y la compleja gestión del sistema ponen de manifiesto que el exceso puede ser tan crítico como la escasez. El «Hellbrise» se producirá con mayor frecuencia y pone de manifiesto la importancia de ampliar el almacenamiento, los consumidores flexibles y la infraestructura de la red. Sin embargo, si se integra y combina de forma adecuada, pasará de ser un riesgo a convertirse en la piedra angular de un suministro energético estable y respetuoso con el clima.