Vientos de cambio
Aproximadamente 11.6 millones de personas viven en Bélgica, en una superficie de 30.528 km², lo que lo convierte en uno de los países más densamente poblados de Europa. Se hablan tres idiomas oficiales: neerlandés, francés y alemán. La ciudad capital, Bruselas, alberga la sede de la OTAN y del Parlamento Europeo. La campiña belga está conformada por valles fluviales sinuosos, colinas onduladas y bosques frondosos. En las áreas urbanas, no es extraño ver arquitectura medieval y canales, intercalados con cafés modernos, galerías de arte y cervecerías.
La energía eólica recolectada en el mar del Norte ahora beneficia a millones de hogares y empresas en Bélgica.
A pesar de su tamaño compacto, Bélgica es un importante exportador de productos, desde automóviles y computadoras hasta chocolates finos y cerveza, lo que contribuye a su economía altamente desarrollada. No hace mucho, el país enfrentó un viento en contra. Altamente dependiente de la energía nuclear desde hace más de medio siglo, el gobierno federal ordenó el cierre gradual de los siete reactores nucleares del país para el año 2025. Las autoridades también establecieron el objetivo de alcanzar la independencia energética y reducir las emisiones de carbono mediante la disminución de las importaciones de combustibles fósiles y el despliegue de fuentes renovables. “Fue parte de un movimiento más amplio para cambiar a energías renovables en toda la Unión Europea”, dijo Hanuise de Elia, empresa propietaria y operadora de la red de transmisión belga, responsable de importar y exportar electricidad con los países vecinos. ¿Cómo garantizaría Bélgica una energía limpia y confiable para su futuro? La respuesta llegó con los vientos fuertes y constantes que soplan frente a su costa.
Del mar a Bélgica y el Reino Unido
¿Cómo llega la energía generada por los aerogeneradores a tierra firme, donde realmente se necesita? Primero, la energía se transporta a través de cables enterrados en el fondo del océano hasta una plataforma de subestación de maniobras en altamar, propiedad de Elia y operada por ella. Desde allí, viaja a través de otra red de cables submarinos hasta una subestación ubicada en la costa belga. Desde allí, el nuevo corredor de transmisión de 380 kV de Elia transporta la energía hacia el territorio continental de Bélgica. Además, este corredor cumple una segunda función clave: facilita el intercambio de hasta 1,000 MW de electricidad entre Bélgica y el Reino Unido mediante un enlace de corriente directa de alto voltaje (HVDC). El proyecto conjunto entre Elia y la National Grid del Reino Unido incluye un cable submarino que recorre 130 kilómetros a lo largo del lecho marino.
Pero, a pesar de que el enlace se terminó y se probó a fines del año pasado, los ingenieros no podían activarlo hasta que el SPS (Sistema especial de protección) estuviera instalado.“La cantidad de energía que puede transportarse a través del corredor de transmisión, tanto desde los parques eólicos marinos como desde el enlace HVDC, equivale a la de tres reactores nucleares”, explicó Hanuise. Esto significa que, si una tormenta severa provocara una falla, la estabilidad del sistema eléctrico podría verse comprometida. Para evitar apagones, era necesario implementar un SPS capaz de detectar condiciones anormales a lo largo del corredor y responder con rapidez. Finalmente, Elia seleccionó una empresa fuera de Europa para suministrar el sistema. "Elegimos Schweitzer Engineering por dos razones principales", dijo Hanuise. Propusieron la mejor solución, con relés tecnológicamente muy avanzados. También tomamos en cuenta que ya habían realizado proyectos SPS comparables en otros países, como Georgia y Uruguay, con muy buenos resultados ”.
Contra el reloj
El proyecto de SPS no solo requería una alineación perfecta entre experiencia técnica y tecnología: también exigía rapidez. Trabajando en equipo con Elia, la división de Servicios de Ingeniería de SEL enfrentó un tiempo de entrega de menos de 10 meses.“Normalmente, un proyecto como este tomaría probablemente un año y medio o incluso más”, señaló Milind Malichkar de SEL, líder técnico del proyecto SPS. “Así que un grupo de nosotros nos reunimos en una sala, analizamos el cronograma y lo desglosamos por semana y por día. Examinamos cada etapa para ver cómo podíamos ahorrar tiempo sin reducir la calidad, con el objetivo de emplear métodos rápidos e innovadores para la entrega de la solución”.
El estricto tiempo de entrega era necesario para proteger la red belga contra inestabilidad una vez que el enlace HVDC entrara en operación a fines de enero de 2019. Pero también era necesaria para evitar un posible déficit de energía durante la época más fría del año en Bélgica. Con varios reactores nucleares fuera de servicio por mantenimiento, “era fundamental que nuestro país tuviera la capacidad de importar energía adicional en caso de una ola de frío prolongada”, explicó Hanuise.En las sucursales de SEL en España, México y Estados Unidos, el personal de SEL trabajó intensamente para completar sus tareas relacionadas con el SPS a tiempo, dentro del presupuesto y con altos estándares de calidad. Para cumplir con la fecha límite del 31 de enero, Malichkar y el equipo de ingeniería pasaron semanas en Bélgica realizando la puesta en servicio del SPS.“Había mucho en juego en este proyecto”, dijo Malichkar. “Había un verdadero sentido de urgencia, y todos lo entendimos”.
Las redes definidas por software (SDN) se integraron al proyecto SPS para reforzar la ciberseguridad.
Resultados sorprendentes
Mientras las hojas se tornaban doradas y rojas en Bélgica, los tableros fueron finalizados en la sede de SEL en México y sometidos a pruebas de calidad. Luego, fueron enviados a la sede central de SEL en Pullman, Washington, para realizar dos semanas de rigurosas pruebas hardware-in-the-loop. “Allí sometimos todos los equipos a escenarios de simulación para verificar cómo reaccionaría el SPS si estuviera en un entorno de campo real”, dijo Malichkar. Por ejemplo, se utilizó simulación digital en tiempo real para modelar los parques eólicos, el enlace HVDC y el corredor de transmisión para que los ingenieros pudieran observar la velocidad de respuesta del SPS ante diferentes contingencias del sistema eléctrico. Durante las pruebas, se esperaba que el SPS detectara condiciones anormales e iniciara acciones correctivas en 40 milisegundos, según los requisitos de Elia. Pero el resultado no pudo ser mejor: Solo tomó 20 milisegundos. “Fue más rápido de lo que esperaba Elia, más rápido de lo que nosotros mismos esperábamos”, dijo Malichkar. “Las pruebas nos dieron la evidencia y la confianza renovada para avanzar con el proyecto”. Ahora, con la certeza de que el SPS era confiable, implementable y estaba dentro de los costos estimados, cada tablero completamente equipado se empacó cuidadosamente en el Centro de Entrega de Soluciones de SEL para su transporte aéreo a Bélgica.
Hanuise y Malichkar observan los equipos de interrupción aislados en gas dentro de una subestación. A continuación se muestra la parte posterior, y luego la frontal, de un tablero equipado con dispositivos SEL que componen el SPS.
Mientras tanto, no faltaba mucho para que los primeros copos de nieve de la temporada cayeran sobre las altas colinas de la región belga de Ardennes. Se acercaba el invierno, y la fecha límite de enero. Tras la instalación y pruebas adicionales en Bélgica, el sistema de protección fue energizado con éxito el 25 de enero. Cuando el reloj marcó la medianoche del 31 de enero, el enlace HVDC comenzó su operación comercial. Al día siguiente, la agencia internacional de noticias Reuters publicó una nota sobre el logro. John Pettigrew, director ejecutivo de National Grid del Reino Unido, afirmó: “Los interconectores como el enlace HVDC son la herramienta perfecta para trasladar la energía renovable desde donde se produce hasta donde más se necesita”.
Auge de los aerogeneradores
Hoy, cuando alguien enciende una luz en Brujas, Bélgica, o en Kent, Inglaterra, es muy probable que la electricidad que alimenta esa bombilla haya pasado a través del corredor de transmisión de Elia. Con el SPS en operación, Elia puede detectar señales de disturbios y responder rápidamente antes de que un problema se convierta en un corte de energía.Varios dispositivos de SEL trabajan juntos para mantener el sistema eléctrico estable y seguro, dijo DeWald de SEL. “Ayudamos a integrar y estabilizar la entrega de una nueva fuente de energía renovable que se ha incorporado a la red europea”, dijo. “Eso es algo de lo que estamos muy orgullosos”. Cuando dos parques eólicos adicionales entren en operación para 2020, la energía eólica marina representará más del 10 por ciento del total de la matriz energética belga, dijo Hanuise. “Este es solo el primer paso”, dijo. “El SPS nos permitió soñar en grande, al abrir el camino hacia una integración aún mayor de energías limpias en el futuro”. Con la incorporación de más aerogeneradores para 2024, los parques eólicos serán capaces de generar 14 terawatts-hora por año, “suficiente para abastecer al 85 por ciento de todos los hogares belgas”, explicó.Y la próxima vez que una tormenta intensa azote la región, el SPS podría hacer que los usuarios finales, ya sea un maestro chocolatero, un fabricante de automóviles o un productor de papas, experimenten un simple parpadeo de luces, en lugar de un apagón.