IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2022 - 76

Problemas sin resolver
Es necesario investigar varios problemas sin resolver relacionados
con la integración de SMR a las microrredes de
energía renovable. Los aspectos de estos problemas requieren
de una investigación interdisciplinaria que incorpore
temas relacionados con el funcionamiento del sistema de
energía eléctrica, nuclear, termohidráulica y de instrumentación
y control avanzados.
El problema del tamaño
Seleccionar el tamaño óptimo de uno o más SMR (y las
correspondientes fuentes renovables y la capacidad de
almacenamiento dentro del SMR/microrredes renovables)
en relación con un escenario de carga dado requiere de una
investigación significativa. Un análisis debe estudiar la estabilidad
del sistema a corto plazo, la producción de energía
a largo plazo y las proporciones de las fuentes. Si bien este
tipo de análisis se encuentra bien establecido en el campo de
las microrredes para varias fuentes no nucleares, estos enfoques
deben ampliarse para incluir el comportamiento operativo
y las restricciones normativas de los SMR. Las investigaciones
también deben considerar el rendimiento de por
vida de los SMR y las posibles estrategias operativas para los
SMR de unidades múltiples. Algunos ejemplos son las combinaciones
de unidades de producción fija las y unidades de
seguimiento de carga. Además, se deben desarrollar planes
para las estrategias de implementación escalonadas donde se
agregan o eliminan diferentes fuentes de energía renovable
y unidades de SMR a medida que cambia la demanda de la
carga.
El problema de la interacción
En las aplicaciones de SMR/microredes renovables en
comunidades remotas, los tamaños relativos de las fuentes
de energía están más cerca en proporción de las cargas que
deben soportar que en las redes eléctricas tradicionales.
Es posible que sea necesario considerar las interacciones
dinámicas entre las fuentes de energía primaria para hacer
frente a cambios rápidos en la carga. Se debe investigar para
comprender el impacto de dicho acoplamiento y explorar
estrategias de mitigación. Se necesitan estrategias de control
avanzadas para las fuentes con interfaz de potencia-electrónica,
los generadores síncronos tradicionales y los sistemas
de almacenamiento de energía para garantizar que toda la
microrred funcione de manera estable, confiable y dentro de
las limitaciones de calidad de la energía. Los sistemas que
incluyen cargas térmicas forman parte integral de la estrategia
de gestión energética. También es necesario desarrollar
estrategias de control para dichas cargas, en conjunto con el
sistema de generación eléctrica.
El problema del monitoreo/
control/gestión autónomos
Varios de los diseños de SMR propuestos están destinados a
ser instalados y que funcionen básicamente como unidades
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seguras, sin intervención humana, sin mantenimiento y alejadas.
En algunos casos, pueden enterrarse bajo tierra y ser
monitoreados o puestos en marcha de forma remota. Alcanzar
este nivel de autonomía requerirá el desarrollo de tecnologías
de detección y monitoreo remoto de alta confiabilidad
para iniciar las acciones correctivas necesarias si se detectan
anomalías. Si bien los diseños de SMR propuestos incluyen
características de seguridad que pueden apagar el reactor en
caso de falla, el resto de la microrred debería continuar en
funcionamiento, aunque presumiblemente con una capacidad
reducida. Es necesario desarrollar y validar enfoques
avanzados de instrumentación y control para respaldar este
funcionamiento autónomo para múltiples escenarios operativos
dentro de un entorno de microrred.
Conclusiones
Los SMR con capacidad de seguimiento de carga pueden
complementar la naturaleza intermitente de las fuentes de
energía renovable en un entorno de microrred independiente.
Los controles efectivos permitirán que estas fuentes
se integren con el almacenamiento de energía de tamaño
moderado para proporcionar un suministro de energía de
alta calidad, confiable y bajo en carbono. Los SMR pueden
ser facilitadores clave para la adopción generalizada
de microrredes basadas en energía renovable en aplicaciones
fuera de la red. Sin embargo, aún se requiere investigar
para comprender las intrincadas relaciones entre las diferentes
fuentes de energía y desarrollar estrategias de control
efectivas para lograr una operación segura y confiable
con una alta calidad de servicio bajo diversas condiciones
ambientales y de carga.
Lecturas complementarias
J. Buongiorno, M. Corradini, J. Parsons y D. Petti, " Nuclear
energy in a carbon-constrained world: Big challenges and
big opportunities " (Energía nuclear en un mundo limitado
por el carbón: grandes desafíos y grandes oportunidades),
IEEE Power Energy Mag., vol. 17, n.º 2, págs. 69-77, mar./
abr. 2019, doi: 10.1109/MPE.2018.2885250.
P. Sabharwall, S. Bragg-Sitton, L. Boldon y S. Blumsack,
" Nuclear renewable energy integration: An economic case
study " (Integración de la energía nuclear renovable: un estudio
de caso económico), Electricity J., vol. 28, n.º 8, págs.
85-95, oct. 2015, doi: 10.1016/j.tej.2015.09.003.
D. Ingersoll, C. Colbert, Z. Houghton, R. Snuggerud, J.
W. Gaston y M. Empey, " Can nuclear power and renewables
be friends? " (¿Pueden la energía nuclear y las energías renovables
ser amigas?) en Proc. ICAPP, Niza, Francia, mayo
3-6, 2015, Documento 15555.
" Advances in small modular reactor technology developments "
(Avances en los desarrollos de la tecnología de los
reactores modulares pequeños), Organismo Internacional de
Energía Atómica, Viena, Austria, sep. 2018. [En línea]. Disponible:
https://aris.iaea.org/Publications/SMR-Book_2018.
pdf
marzo/abril 2022
https://aris.iaea.org/Publications/SMR-Book_2018.pdf https://aris.iaea.org/Publications/SMR-Book_2018.pdf

IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2022

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