La idea de incluir coplas sincrónicas SSS Clutch como componente estándar de nuevas turbinas de gas aeroderivadas se está haciendo realidad en Norteamérica y está a nivel conceptual en Europa. Eso porque atiende uno de los desafíos que caracteriza el avance hacia las fuentes de energía renovables eólica y solar, el cual resulta muchas veces en un sistema eléctrico con insuficiencia, tanto de inercia como de potencia reactiva.
A consecuencia de lo anterior con frecuencia se dan dos fenómenos. Uno es la reducida estabilidad de voltaje y, por ende, la menor confiabilidad del sistema; el otro es la menor disponibilidad de esas mismas renovables. En otras palabras, como la energía eólica y la solar suelen salir de instalaciones en zonas geográficas apartadas, como montaña, desierto y mar, la energía producida necesariamente se ve obligada a viajar largas distancias para llegar a los centros de carga. Sin embargo, con la inestabilidad de voltaje a través de largas líneas de transmisión, el grado de pérdida es mayor y nunca llega a su destino la totalidad de energía renovable que pudo haber llegado. El sistema de transmisión mismo se auto-limita.
EE.UU, Área Metropolitana de Los Ángeles, California
En los últimos años se han instalado cuatro unidades aeroderivadas GE LMS100 con coplas SSS internas, para atender exactamente la situación descrita arriba. El estado “normal” de operación de esas LMS100 es el de condensador síncrono. La copla SSS asegura la separación física entre el eje de la turbina y el eje del alternador. La turbina se pone en reposo, aguardando ser llamada durante el tiempo que sea (horas o días), sin consumir combustible, sin arrojar emisiones y sin acumular horas turbina extras. Mientras tanto, el alternador está trabajando en calidad de motor síncrono, inyectando MVAR al sistema o bien absorbiéndolos, de forma automática y en pequeños incrementos, a fin de minimizar pérdidas, regular voltaje y maximizar la traída de MW de energía eólica y solar capaces de viajar del monte al centro de carga.
Sin embargo, ¿qué sucede cuando el viento no sopla y/o el cielo se tapa de nubes? Tanto la energía eólica como la solar son intermitentes por naturaleza, por lo que en cuestión de minutos el suministro de energía de esas fuentes es capaz de bajar dramáticamente, con hasta cientos de MW en juego.
De allí la importancia de la turbina aeroderivada de rápido arranque y alta potencia. En el caso señalado anteriormente, el alternador se encuentra en plena operación, sólo que de repente hay cambio de rumbo: con el arranque de la turbina y el enganche a velocidad de la copla sincrónica, pasa de condensador síncrono para generador de potencia activa, alcanzando su máxima producción de 100 MW por máquina en menos de 10 minutos. Pasada la demanda repentina por MW, la LMS100 vuelve a su vida de condensador síncrono.
Canadá, Provincia de Saskatchewan
Algo similar ha pasado en la provincia occidental de Saskatchewan, Canadá. Recientemente el gobierno provincial decretó la instalación de siete unidades aeroderivadas GE LM6000 con coplas SSS internas, en cercanías de centros de cargas, minas y pozos petroleros, repartidos por una vasta extensión de territorio.
¿Cómo funciona ese esquema? El estado de operación “normal” de la LM6000 con copla SSS es el de condensador síncrono. En otras palabras, los ejes de turbina y alternador mecánicamente separados, la turbina en reposo, el alternador en operación motor síncrono, regulando voltaje y permitiendo así la “importación” a la zona de energía de menor costo, particularmente la hidroeléctrica. Sin embargo, de presentarse los pozos o minas con peaks en su demanda por energía, se activa la turbina LM 6000, se unen los ejes por la copla y la máquina entra a 50 MW full en menos de 10 minutos. Pasado el momento de demanda fuerte, la LM 6000 se apaga. Por la copla el eje de la turbina vuelve a desengancharse y la turbina duerme: cero consumo de combustible, cero emisiones y cero horas extras de operación de turbina. El generador sigue regulando voltaje, mientras su turbina se queda tranquila, esperando su próxima intervención.
