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Dunkelflaute

Una dunkelflaute de tres días en Alemania en 2023 (viento en azul claro y energía solar en amarillo) En el sector de las energías renovables , una dunkelflaute ( alemán: [ ˈdʊŋk...

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Una dunkelflaute de tres días en Alemania en 2023 (viento en azul claro y energía solar en amarillo)

En el sector de las energías renovables , una dunkelflaute ( alemán: [ ˈdʊŋkəlˌflaʊtə ]ⓘ ,lit.'calmas oscuras'o'pausa de viento oscuro', pluraldunkelflauten) [ 1 ] es un período de tiempo en el que se puede generar poca o ninguna energía conenergíaeólicay, porque no hay ni viento ni luz solar. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Enmeteorología, esto se conoce comopenumbra anticiclónica. [ 5 ]

Meteorología

Una tarde nublada y con niebla de enero en Austria, una hora antes del atardecer.

A diferencia de un anticiclón típico , los dunkelflauten no se asocian con cielos despejados, sino con una cobertura nubosa muy densa (0,7–0,9), compuesta por estratos , estratocúmulos y niebla. [ 6 ] A partir de 2022No existe una definición cuantitativa consensuada de dunkelflaute . [ 7 ] Li et al. la definen como viento y solar por debajo del 20 % de su capacidad durante un período determinado de 60 minutos. [ 8 ] El alto albedo de las nubes estratocúmulos de baja altitud en particular —a veces la altura de la base de la nube es de tan solo 400 metros— puede reducir la irradiación solar a la mitad. [ 6 ]  

En el norte de Europa, las dunkelflauten se originan a partir de un sistema estático de alta presión que provoca un viento extremadamente débil combinado con cielos cubiertos con nubes estratos o estratocúmulos . [ 9 ] Se producen entre 2 y 10 eventos de dunkelflaute al año. [ 10 ] La mayoría de estos eventos ocurren entre octubre y febrero; suelen durar entre 50 y 150 horas al año, y un solo evento suele durar hasta 24 horas. [ 11 ]

En Japón, por otro lado, las dunkelflauten se observan tanto en verano como en invierno. Las primeras son causadas por frentes estacionarios durante las estaciones lluviosas de principios de verano y otoño (llamadas Baiu y Akisame, respectivamente), [ 12 ] mientras que las segundas son causadas por la llegada de ciclones de la costa sur. [ 13 ]

Efectos de las energías renovables

Estos períodos representan un gran problema para la infraestructura energética si una cantidad significativa de electricidad se genera a partir de fuentes de energía renovable variable (VRE), principalmente energía solar y eólica. [ 14 ] [ 1 ] [ 15 ] Las Dunkelflauten pueden ocurrir simultáneamente en una región muy extensa, pero están menos correlacionadas entre regiones geográficamente distantes, por lo que los esquemas de redes eléctricas multinacionales pueden ser útiles. [ 16 ] Los eventos que duran más de dos días en la mayor parte de Europa ocurren aproximadamente una vez cada cinco años. [ 17 ] Para garantizar el suministro eléctrico durante dichos períodos, se pueden utilizar fuentes de energía flexibles, se puede importar energía y se puede ajustar la demanda . [ 18 ] [ 19 ]

Para fuentes de energía alternativas, los países utilizan combustibles fósiles ( carbón , petróleo y gas natural ), energía hidroeléctrica o nuclear y, con menos frecuencia, almacenamiento de energía para evitar cortes de energía . [ 20 ] [ 21 ] [ 8 ] [ 22 ] Las soluciones a largo plazo incluyen el diseño de mercados de electricidad para incentivar la energía limpia que esté disponible cuando se necesite. [ 19 ] Un grupo de países está dando seguimiento a la Misión Innovación para trabajar juntos para resolver el problema de una manera limpia y baja en carbono para 2030, incluyendo el estudio de la captura y almacenamiento de carbono y la economía del hidrógeno como posibles partes de la solución. [ 23 ]

Sequías

Por analogía con las sequías hidrológicas , utilizadas desde hace tiempo en la planificación de la hidroelectricidad , los investigadores de las futuras redes eléctricas intensivas en energías renovables variables (ERV) en la década de 2020 comenzaron a utilizar el término sequía de energías renovables variables ( sequía de ERV o simplemente sequía de energía ), que es casi sinónimo de dunkelflaute. [ 24 ] [ 25 ] A diferencia de la dunkelflaute, la sequía puede ser una serie de eventos adversos aislados; se prevé que los efectos más graves sean de este tipo de serie, y la planificación de la suficiencia de recursos, por lo tanto, debería abarcar varios años. [ 26 ] Kittel et al. señalan los años 1996-1997 como un ejemplo particularmente malo de la sequía de ERV, y piden un almacenamiento de energía adicional en toda la UE de 50 a 170 TWh (además de las proyecciones actuales) para dar cabida a una serie de eventos de esta magnitud. [ 27 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "Cuando el viento se va, el gas llena el vacío | Informe trimestral del primer trimestre de 2021" . Electric Insights . 24 de mayo de 2021. Consultado el 29 de junio de 2021 .
  2. ↑ "Calmas oscuras: Cuando el viento y el sol se toman un respiro" . en-former.com . 31 de julio de 2018. Consultado el 27 de mayo de 2021 .
  3. ^ Matsuo, Yuhji; Endo, Seiya; Nagatomi, Yu; Shibata, Yoshiaki; Komiyama, Ryoichi; Fujii, Yasumasa (1 de junio de 2020). "Investigando la economía del sector eléctrico bajo alta penetración de energías renovables variables" . Energía Aplicada . 267 113956. Código bibliográfico : 2020ApEn..26713956M . doi : 10.1016/j.apenergy.2019.113956 . ISSN 0306-2619 . S2CID 216301290 .  
  4. ↑ Ohba, Masamichi; Kanno, Yuki; Nohara, Daisuke (8 de diciembre de 2021). "Climatología de la calma chicha en Japón" . Renewable and Sustainable Energy Reviews . 155 111927. doi : 10.1016/j.rser.2021.111927 . S2CID 245067748 . 
  5. ↑ Li et al. 2021 , pág. 2.
  6. 1 2 Li et al. 2021 , pág. 7.
  7. ^ "¿Fue ist die Dunkelflaute? | Definición" [ ¿Qué son los Dark Doldrums? ] . next-kraftwerke.de (en alemán) . Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  8. 1 2 Li, Bowen; Basu, Sukanta; Watson, Simon J.; Russchenberg, Herman WJ (2020). "Modelado a mesoescala de un evento "Dunkelflaute"" . Wind Energy . 24 (1): 5– 23. doi : 10.1002/we.2554 . ISSN 1095-4244 . 
  9. ↑ Li et al. 2021 , pág. 6.
  10. ↑ Li et al. 2021 , pág. 11.
  11. ↑ Li et al. 2021 , pág. 1.
  12. ↑ Ohba, Masamichi; Kanno, Yuki; Nohara, Daisuke (8 de diciembre de 2021). "Climatología de la calma chicha en Japón" . Renewable and Sustainable Energy Reviews . 155 111927. doi : 10.1016/j.rser.2021.111927 . S2CID 245067748 . 
  13. ↑ Ohba, Masamichi; Kanno, Yuki; Shigeru, Bando (21 de enero de 2023). "Efectos de los factores meteorológicos y climatológicos sobre la carga residual extremadamente alta y posibles cambios futuros" . Renewable and Sustainable Energy Reviews . 175 113188. Bibcode : 2023RSERv.17513188O . doi : 10.1016/j.rser.2023.113188 .
  14. ↑ Walker, Tamsin (8 de febrero de 2017). "¿Qué sucede con las energías renovables alemanas en pleno invierno?" . Deutsche Welle . Archivado del original el 9 de febrero de 2017. Recuperado el 28 de mayo de 2021 .
  15. ↑ Ohba, Masamichi; Kanno, Yuki; Shigeru, Bando (21 de enero de 2023). "Efectos de los factores meteorológicos y climatológicos sobre la carga residual extremadamente alta y posibles cambios futuros" . Renewable and Sustainable Energy Reviews . 175 113188. Bibcode : 2023RSERv.17513188O . doi : 10.1016/j.rser.2023.113188 .
  16. ↑ Li et al. 2021 , pág. 9.
  17. ↑ McDonnell, Tim (13 de diciembre de 2022). "¿Podrá Europa sobrevivir a la temida dunkelflaute?" . Quartz . Consultado el 1 de febrero de 2023 .
  18. ↑ Modelado 2050: Análisis del sistema eléctrico (PDF) (Informe). Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial . Diciembre de 2020. Consultado el 12 de diciembre de 2023 .
  19. 1 2 "La temida Dunkelflaute no es motivo para frenar el impulso energético del Reino Unido" . Financial Times . 13 de diciembre de 2022. Consultado el 13 de diciembre de 2022 .
  20. ↑ Kosowski, Kai; Diercks, Frank (2021). "¿Quo Vadis, Grid Stability?" (PDF) . Atw . 66 (2): 16–26 . ISSN 1431-5254 . 
  21. ^ Ernst, Damián. «Grandes infraestructuras para luchar contra el cambio climático» (PDF) . Universidad de Lieja .
  22. ↑ Abbott, Malcolm; Cohen, Bruce (2020). "Problemas asociados con la posible contribución del almacenamiento de energía en baterías para garantizar un sistema eléctrico estable". The Electricity Journal . 33 (6) 106771. Bibcode : 2020ElecJ..3306771A . doi : 10.1016/j.tej.2020.106771 . ISSN 1040-6190 . S2CID 218966955 .  
  23. ↑ Harrabin, Roger (2 de junio de 2021). "Importante proyecto busca superar el obstáculo de la energía limpia" . BBC News . Consultado el 3 de junio de 2021 .
  24. ↑ Kittel, Roth y Schill 2024 , págs. 1, 5.
  25. ↑ Sahoo y Timmann 2023 , pág. 49691.
  26. ↑ Kittel, Roth y Schill 2024 , pág. 14.
  27. ↑ Kittel, Roth y Schill 2024 , págs. 9, 14.

Fuentes

  • Kittel, Martin; Roth, Alexander; Schill, Wolf-Peter (2024). "Sequías variables de energía renovable ("Dunkelflauten") e implicaciones para el sector energético" (PDF) . DIW Berlín . Consultado el 14 de diciembre de 2024 .
  • Kittel, Martin; Schill, Wolf-Peter (2024). "Midiendo la Dunkelflaute: Cómo (no) analizar la escasez variable de energía renovable". Environmental Research: Energy . 1 (3): 035007. arXiv : 2402.06758 . Bibcode : 2024EREne...135007K . doi : 10.1088/2753-3751/ad6dfc .
  • Li, Bowen; Basu, Sukanta; Watson, Simon J.; Russchenberg, Herman WJ (11 de octubre de 2021). "Una breve climatología de los eventos de Dunkelflaute sobre y alrededor de las áreas del Mar del Norte y el Mar Báltico" (PDF) . Energies . 14 (20): 6508. doi : 10.3390/en14206508 . eISSN 1996-1073 . 
  • Sahoo, Subrat; Timmann, Pascal (2023). "Tecnologías de almacenamiento de energía para sistemas eléctricos modernos: un análisis detallado de funcionalidades, potenciales e impactos" (PDF) . IEEE Access . 11 : 49689–49729 . Bibcode : 2023IEEEA..1149689S . doi : 10.1109/ACCESS.2023.3274504 . ISSN 2169-3536 . Consultado el 14 de diciembre de 2024 . 
  • Somani, Abhishek; Barrett, Emily; Zhou, Zhi; Chan, Gavin; Middleton, Luke; Tarel, Guillaume; Campbell, Allison; Botterud, Audun; Bhatnagar, Dhruv; Beckitt, Alex; O'Reilley, Christopher; Zhu, Yanyan; Sun, Xueqing (1 de mayo de 2024). Una evaluación de los eventos de sequía de recursos como indicadores de las necesidades de almacenamiento de energía a largo plazo (Informe). doi : 10.2172/2349123 . OSTI 2349123 .