El impacto del clima en el suministro de energía renovable
Examinando cómo los patrones climáticos afectan la entrega de energía en Europa.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- Energía No Suministrada (ENS)
- Clima y Suministro de Energía
- Variaciones Estacionales
- Regímenes Climáticos
- Entendiendo ENS y Regímenes Climáticos
- Simulando Escenarios Futuros de Energía
- Resultados de la Investigación
- La Importancia de la Predicción del Clima
- Estrategias para Mejorar la Fiabilidad Energética
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
A medida que el mundo avanza hacia fuentes de energía más renovables, entender cómo el clima afecta el suministro de energía se vuelve crucial. Este artículo analiza cómo diferentes patrones climáticos en Europa impactan la cantidad de energía que se puede entregar, especialmente durante los fríos meses de invierno.
Energía No Suministrada (ENS)
La Energía No Suministrada (ENS) se refiere a situaciones donde la demanda de energía no puede ser satisfecha. Esto puede pasar por la falta de energía disponible, a menudo influenciada por el clima. Cuando las condiciones climáticas llevan a menos generación de energía renovable, puede crear una situación donde el suministro de energía no es suficiente.
Clima y Suministro de Energía
El clima tiene un impacto significativo en la generación de energía renovable. Por ejemplo, los paneles solares generan menos energía en días nublados, y las turbinas eólicas producen poca energía cuando no hay viento. A medida que los países aumentan su uso de energía solar y eólica, entender cómo diferentes condiciones climáticas influyen en la producción de energía es esencial para asegurar un suministro energético confiable.
Variaciones Estacionales
Durante el invierno, la demanda de energía suele aumentar debido a las necesidades de calefacción. Sin embargo, muchas regiones de Europa también experimentan menos luz solar y velocidades de viento más bajas durante este tiempo, lo que puede limitar la producción de energía renovable. Esto convierte al invierno en una temporada crítica para la fiabilidad del suministro energético.
Regímenes Climáticos
Los regímenes climáticos son categorías que describen cómo se comporta la atmósfera bajo ciertas condiciones. En Europa, podemos clasificar el clima invernal en seis regímenes principales. Cada uno de estos regímenes tiene efectos únicos sobre la temperatura, el viento y la producción de energía solar. Entender estos regímenes ayuda a predecir cuándo podrían ocurrir eventos de ENS.
Seis Regímenes Climáticos
- Cresta Atlántica (AR+): Se caracteriza por un clima soleado y poco viento, lo que lleva a una mayor producción de energía solar pero menor disponibilidad de energía eólica.
- Oscilación del Atlántico Norte (NAO+): Aporta temperaturas más cálidas y más viento en las regiones del norte, pero puede provocar escasez de energía en el sur.
- Bloqueo Escandinavo (SB+): Este régimen a menudo causa condiciones frías y calmadas en Europa Central, reduciendo tanto la producción de energía eólica como solar mientras aumenta la demanda de energía.
- Cresta Atlántica Negativa (AR-): Lleva a un clima soleado pero frío, impactando la producción de energía y aumentando la demanda en áreas del norte.
- NAO-: Aporta un clima más cálido y soleado a Europa Central y del Sur, con impactos variables en la energía.
- Bloqueo Escandinavo (SB-): Esto puede aumentar las velocidades del viento pero reducir la producción de energía solar en ciertas áreas.
Entendiendo ENS y Regímenes Climáticos
Las investigaciones muestran que ciertos regímenes climáticos tienen un vínculo fuerte con los eventos de ENS. Por ejemplo, SB+ y NAO+ a menudo están asociados con niveles más altos de ENS durante el invierno en Europa Central. Cuando ocurren estos regímenes, el sistema energético probablemente enfrentará desafíos debido al aumento de la demanda y la menor producción de energía renovable.
Simulando Escenarios Futuros de Energía
Para entender el posible impacto de estos regímenes climáticos en el suministro de energía en el futuro, los investigadores simulan varios escenarios energéticos. Estas simulaciones ayudan a identificar cómo puede responder el sistema energético a diferentes condiciones climáticas y guiar a los responsables de políticas en la planificación de un suministro energético confiable.
Modelando el Sistema Energético
La simulación de sistemas energéticos futuros considera diferentes escenarios energéticos en relación con la demanda y la capacidad de generación. Se tienen en cuenta varios factores, incluyendo la producción de energía a partir de fuentes renovables, los patrones de consumo de energía y la capacidad general del sistema eléctrico para satisfacer la demanda.
Resultados de la Investigación
La investigación encuentra que los eventos de ENS tienden a ocurrir más a menudo durante regímenes climáticos específicos y meses de invierno. Al analizar diferentes regiones, se observó que cada área tiene condiciones climáticas únicas que influyen en el suministro de energía.
Europa Central
En Europa Central, los regímenes SB+ y NAO+ a menudo resultan en situaciones críticas de suministro de energía. Durante estos tiempos, la demanda de energía es alta, pero la producción de energía renovable es más baja. Este desajuste puede llevar a eventos de ENS significativos.
Regiones Escandinavas y Bálticas
En las regiones escandinavas y bálticas, las condiciones AR- a menudo preceden a eventos de ENS. Durante estas circunstancias, el clima soleado y frío puede crear una demanda aumentada mientras limita la producción de energía, llevando a un suministro energético insuficiente.
La Importancia de la Predicción del Clima
La predicción precisa del clima es esencial para la planificación energética. Al predecir patrones climáticos, los operadores de energía pueden ajustar expectativas y manejar el suministro energético de manera más efectiva, ayudando a minimizar los riesgos asociados con los eventos de ENS.
Estrategias para Mejorar la Fiabilidad Energética
Varias estrategias pueden ayudar a mejorar la fiabilidad energética durante eventos de ENS:
- Almacenamiento de Energía: Invertir en soluciones de almacenamiento de energía permite capturar el exceso de energía generada durante condiciones climáticas favorables, que luego puede usarse en períodos de baja producción.
- Fuentes de Energía Diversas: Utilizar una mezcla de fuentes de energía renovables puede ayudar a mitigar los riesgos asociados con la dependencia de un solo tipo de generación de energía.
- Flexibilidad de la Red: Mejorar la flexibilidad de la red energética puede ayudar a equilibrar mejor la oferta y la demanda, asegurando que la energía pueda distribuirse donde más se necesita.
- Programas de Respuesta a la Demanda: Implementar programas que animen a los consumidores a reducir el consumo de energía durante períodos de alta demanda puede ayudar a aliviar la presión sobre el sistema energético.
Conclusión
A medida que Europa se desplaza hacia la energía renovable, entender la interacción entre los regímenes climáticos y el suministro de energía se vuelve cada vez más importante. Los eventos de ENS representan un desafío para la fiabilidad energética, particularmente durante el invierno. Al reconocer los efectos de diferentes condiciones climáticas e implementar estrategias efectivas, podemos trabajar hacia la creación de un sistema energético más resiliente. La investigación en esta área continuará evolucionando, ayudando a allanar el camino hacia un futuro energético sostenible.
Título: Linking Unserved Energy to Weather Regimes
Resumen: The integration of renewable energy sources into power systems is expected to increase significantly in the coming decades. This can result in critical situations related to the strong variability in space and time of weather patterns. During these critical situations the power system experiences a structural shortage of energy across multiple time steps and regions, leading to Energy Not Served (ENS) events. Our research explores the relationship between six weather regimes that describe the large scale atmospheric flow and ENS events in Europe by simulating future power systems. Our results indicate that most regions have a specific weather regime that leads to the highest number of ENS events. However, ENS events can still occur during any weather regime, but with a lower probability. In particular, our findings show that ENS events in western and central European countries often coincide with either the positive Scandinavian Blocking (SB+), characterised by cold air penetrating Europe under calm weather conditions from north-eastern regions, or North Atlantic Oscillation (NAO+) weather regime, characterised by westerly flow and cold air in the southern half of Europe. Additionally, we found that the relative impact of one of these regimes reaches a peak 10 days before ENS events in these countries. In Scandinavian and Baltic countries, on the other hand, our results indicate that the relative prevalence of the negative Atlantic Ridge (AR-) weather regime is higher during and leading up to the ENS event.
Autores: Rogier H. Wuijts, Laurens P. Stoop, Jing Hu, Arno Haverkamp, Frank Wiersma, William Zappa, Gerard van der Schrier, Marjan van den Akker, Machteld van den Broek
Última actualización: 2023-03-28 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2303.15492
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.15492
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
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Enlaces de referencia
- https://trackchanges.sourceforge.net/
- https://sharingscience.agu.org/creating-plain-language-summary/
- https://github.com/rogierhans/TYNDP2040ScenarioData
- https://www.uu.nl/en/research/copernicus-institute-of-sustainable-development/algorithmic-computing-and-data-mining-for-climate-integrated-energy-system-models-acdc-esm
- https://www.doi.org/10.24381/cds.adbb2d47
- https://github.com/laurensstoop/CapacityFactor-CF
- https://github.com/laurensstoop/EnergyVariables
- https://www.doi.org/10.5281/zenodo.5780184
- https://www.doi.org/10.5281/zenodo.7390479
- https://github.com/laurensstoop/weatherregimes/data/processed/WR_k6_combo.csv
- https://github.com/SwindaKJ/Regimes_Public
- https://hypeweb.smhi.se/explore-water/historical-data/europe-time-series
- https://www.doi.org/10.5281/zenodo.7766457