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Cómo afectará el eclipse solar al suministro eléctrico

El eclipse solar total de abril presentará un desafío único para los operadores de redes eléctricas debido a la disminución en la generación de energía solar.

Crédito:

Daniel Bosma/Getty Images

El siguiente ensayo se reimprime con el permiso de La conversaciónLa conversaciónuna publicación en línea que cubre las últimas investigaciones.

Durante el eclipse solar total más reciente visible en los EE. UU., el 21 de agosto de 2017, los cielos se oscurecieron cuando la Luna cruzó frente al Sol. Bloqueó toda la luz solar, excepto la del anillo dorado visible alrededor de la forma de la Luna, llamado corona. No es sorprendente que la generación de energía solar en América del Norte se desplomara durante varias horas, desde el primer momento en que la Luna comenzó a oscurecer el Sol hasta que el disco solar volvió a aclararse.

El 8 de abril de 2024, otro Eclipse solar total se extenderá por todo Estados Unidos, provocando quizás una pérdida aún mayor de generación de energía solar. Aunque este será el segundo eclipse solar total visible en los EE. UU. en menos de siete años, estos eventos son poco comunes. Sin embargo, presentan un desafío único para los operadores de redes eléctricas.


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soy un científico espacial con pasión por la enseñanza de la física y la astronomía. Aunque he visto muchos eclipses parciales de Sol, todavía tengo que presenciar un eclipse solar total. Mi viaje por carretera al Parque Nacional Bryce Canyon en Utah en octubre de 2023 para ver el “anillo de fuego” eclipse solar anular fue inolvidable, y el 8 de abril seguramente me encontrará repartiendo gafas de eclipse una vez más.

Cuando la sombra de la Luna bloquea el Sol

Durante un eclipse solar, la Luna bloquea parcial o completamente la visión del Sol. Dado que la Luna es casi 400 veces más pequeña que el Sol y casi 400 veces más cercael la sombra de la lunavisible desde la Tierra, se estrecha hasta un ancho de 70 a 100 millas (112 a 161 kilómetros).

Dentro de esta región, llamada camino de la totalidad, los observadores ven un eclipse solar total. Los observadores cercanos pero fuera de este camino presencian un eclipse parcial del Sol, donde la Luna cubre una fracción del disco solar.

Durante el eclipse solar total del 8 de abril de 2024, el camino de la totalidad en los Estados Unidos continentales se extenderá desde Texas en el sur hasta Maine en el noreste. En el resto de Estados Unidos, Miami verá un eclipse parcial en el que se oscurecerá como máximo el 46% del disco solar. En Seattle, lejos del camino de la totalidad, la Luna cubrirá sólo un máximo de 20% del sol. En el sur de Texas, donde la trayectoria de la totalidad cruza por primera vez hacia los EE. UU., el eclipse durará poco menos de tres horas, y la totalidad durará apenas 4 minutos y 27 segundos.

Creciente dependencia de la energía solar

La tendencia mundial hacia la energía renovable ha visto un aumento significativo en la generación de energía solar o fotovoltaica en la última década. La capacidad de generación de energía solar se establece en doble en todo el mundo entre 2022 y 2028, y Estados Unidos ahora tiene la capacidad de generar tres veces más energía solar que en el momento del eclipse solar total de 2017.

El obstáculo más obvio para la generación de energía solar es la nubosidad. En un día nublado, la energía producida por los paneles solares cae a 10% a 25% de su producción en un día soleado.

La red de transmisión de energía de América del Norte se divide en seis regiones principales. y más de 150 subredes locales y regionales. Los operadores del sistema eléctrico en cada red local equilibran continuamente la cantidad de producción de electricidad con la “carga” o la demanda de electricidad de los consumidores.

Los operadores del sistema pueden aprovechar la energía de varios mecanismos de generación de energía como la solar, la eólica, la hidroeléctrica, el gas natural y el carbón. Las redes locales también pueden importar y exportar electricidad hacia y desde su red según sea necesario.

Los operadores de sistemas tienen modelos precisos para la cantidad de energía solar generada diariamente en los EE. UU., y estos modelos tienen en cuenta las partes del territorio continental de los EE. UU. que pueden tener cielos nublados. Al combinar la generación de energía solar con el almacenamiento en baterías, pueden acceder a la electricidad solar incluso cuando el sol no brilla, en días nublados o de noche.

Para planificar un eclipse, los operadores de sistemas eléctricos deben calcular cuánto caerá la producción de energía y cuánta energía extraerán las personas de las reservas. El día del eclipse solar total de 2017, por ejemplo, la generación de energía solar en EE. UU. cayó un 25% por debajo del promedio.

Debido a que la producción de energía solar cae rápidamente durante el pico del eclipse, es posible que los operadores de la red necesiten aprovechar las reservas a un ritmo que podría sobrecargar el sistema. líneas de transmisión eléctrica. Para intentar que todo funcione sin problemas, los operadores de la red dependerán de las reservas locales y minimizarán la transferencia de energía. entre rejillas durante el evento. Esto debería reducir la carga sobre las líneas de transmisión de las redes locales y evitar apagones temporales.

Energía renovable durante los eclipses

La energía solar no es el único tipo de generación de energía renovable que disminuye durante un eclipse. Como no hace tanto sol, las temperaturas a lo largo de la trayectoria del eclipse caen hasta 10 grados Fahrenheit (5,5 grados centígrados). Las temperaturas más bajas provocan velocidades del viento más lentas y menos generación de energía eólica.

Durante el eclipse de agosto de 2017, la pérdida de generación de energía renovable ascendió a casi 6 gigavatios. Eso es equivalente al uso de energía de 600 millones de bombillas LED o 4,5 millones de hogares.

Los operadores de la red fueron compensados ​​planificando con anticipación y aumentando la generación de energía en Plantas alimentadas con gas natural y carbón.que no dependen de la luz solar.

Durante la duración del eclipse, este aumento en el uso de energía no renovable llevó a aproximadamente 10 millones de libras de emisiones adicionales de dióxido de carbono. Esto equivale aproximadamente a las emisiones anuales de dióxido de carbono de 1.000 automóviles.

El 8 de abril, Los ojos en todo Estados Unidos se volverán hacia arriba. para vislumbrar el Sol eclipsado.

Gracias a la vigilancia de los operadores de la red eléctrica, las luces deberían permanecer encendidas y los observadores no tendrán que preocuparse por nada más que el impresionante espectáculo del cielo.

Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. Leer el artículo original.