Xarxa elèctrica
23 gener 2025
El funcionament del sistema elèctric
T'expliquem el funcionament del sistema elèctric, des de la generació d'energia, el transport a través de xarxes elèctriques, fins a la distribució a llars i negocis gràcies a les xarxes d'alta, mitjana i baixa tensió. Tot això garantint un flux eficient i segur.
El sistema elèctric és complex. Permet la provisió d’electricitat des de les fonts de generació fins als usuaris finals. Perquè aquest sistema funcioni calen quatre activitats: generació, transport, distribució i comercialització.
Per entendre millor tot el procés pensa en l'electricitat com el trajecte que fa el pa des de la fleca fins a la taula. Primer es passa pel forn a la fleca (generació), després algú el compra (comercialitzadora), es transporta en un camió (xarxa de transport) fins als punts de venda o consum (xarxa de distribució).
Com funciona el sistema elèctric?
Com a punt de partida del funcionament del sistema elèctric tenim el procés de generació d’electricitat.
La generació es duu a terme mitjançant la conversió de recursos energètics com el sol, el vent, el gas, l’energia hidroelèctrica o l’energia nuclear en electricitat. Tot seguit, les xarxes de transport i distribució porten l'electricitat des dels generadors a les subestacions i els usuaris finals.
Per entendre millor com funciona en conjunt, la podem visualitzar com un sistema de pous d'aigua interconnectats: els pous representen els generadors i els canals simulen les línies de transport i distribució d'electricitat. Consumir energia elèctrica és semblant a extreure aigua d'aquests pous.
Desglossarem la xarxa de transport i distribució per entendre'n el funcionament.
Generació de l’electricitat
La generació d'electricitat és el primer pas en el subministrament d'energia a la xarxa elèctrica. Aquest procés consisteix a convertir altres fonts d'energia en electricitat i es fa a les centrals elèctriques:
Depenent del recurs utilitzat, poden ser aerogeneradors (vent), fotovoltaica o termosolar (sol), hidràulica (aigua), cicles combinats (gas) o energia nuclear.
En aquestes centrals, l'energia es transforma en electricitat mitjançant diversos mètodes. Per exemple, en una planta hidroelèctrica, l'aigua fa girar les turbines que generen electricitat mitjançant un generador síncron. En una planta d’energia fotovoltaica, els panells solars converteixen la llum del sol en electricitat. Aquesta electricitat generada segueix el viatge fins al punt de consum final a través de les xarxes de transport i distribució.
Transport de l’electricitat
El transport d'energia elèctrica és el camí que recorre l'electricitat des de les grans centrals de generació fins als grans nuclis urbans o industrials.
Subestación eléctrica.
L'electricitat es transporta fins a les grans subestacions a través de cables aeris o subterranis. Aquests cables estan fets de coure o alumini i el transport d’electricitat es realitza a molt alta tensió per minimitzar les pèrdues d’energia en llargues distàncies.
A les subestacions, l'electricitat es redueix a una tensió menor mitjançant transformadors i es connecta amb la xarxa de distribució. Aquestes subestacions poden estar a l'aire lliure o a l'interior d'edificis, integrades a l'entorn urbà.
Distribució de l’electricitat
La distribució d’electricitat és la fase clau en el procés perquè l’electricitat arribi a les nostres llars. I nosaltres, com a usuaris finals de l'energia elèctrica, no decidim de quina subestació elèctrica ve l'electricitat que fem servir a casa. Això depèn de la ubicació de casa nostra i de la configuració topològica de la xarxa de distribució a cada moment.
La xarxa elèctrica ha de garantir el subministrament fins i tot si hi ha errors i es monitora per detectar i solucionar problemes o imprevistos des d'un centre de control. Per exemple, ocasionats per algun esdeveniment meteorològic extrem, com va passar durant la Borrasca Bernard, on les subestacions van ser monitorades i operades per garantir el subministrament.
En altres paraules, aquests centres de control són el centre neuràlgic des d'on es controla que la xarxa de transport funciona correctament durant els 365 dies de l'any i les 24 hores del dia.
Per tant, l'empresa distribuïdora ha de garantir l'electricitat arribi a casa teva amb qualitat i davant de qualsevol circumstància, per exemple, davant d'un esdeveniment meteorològic extrem. I en què es diferencia de les comercialitzadores d’electricitat?
Diferència entre empreses distribuïdores i comercialitzadores
Entendre la distinció entre una empresa distribuïdora i la comercialitzadora d'electricitat ens estalviarà moltes preguntes a l'hora de contractar el subministrament elèctric:
Distribuïdora: s'encarrega de gestionar, operar, mantenir i gestionar la xarxa de distribució, assegurar que l'electricitat arribi de manera segura i contínua als usuaris, reparar avaries i gestionar la xarxa. A més, instal·la el comptador intel·ligent que registra el consum d'electricitat. Encara que l'empresa se sol encarregar d'aquesta instal·lació, els clients també tenen l'opció d'instal·lar el comptador. En el cas d'Endesa, això correspon a l'empresa e-Distribución Redes Digitales.
Comercialitzadora: s'encarrega de comprar l'energia a les centrals de generació i la ven als consumidors d'electricitat. Ofereix tarifes i contractes adaptats a les característiques i les necessitats dels consumidors, emet les factures i gestiona l'atenció al client. És a dir, és l'empresa amb què contractes el subministrament elèctric i que pagues pel servei, com Endesa Energía.
Ara que sabem que la xarxa elèctrica està composta per diferents fases, coneixerem millor els components implicats en el transport i distribució de l'electricitat.
La xarxa de distribució i els seus components
Les xarxes de distribució es componen de subestacions elèctriques, que són instal·lacions que connecten les línies d'alta i molt alta tensió. Aquestes subestacions elèctriques redueixen l'energia a diferents nivells de voltatge perquè pugui arribar en mitja tensió fins als centres de transformació.
Els centres de transformació se situen a prop dels punts de consum i s'encarreguen de convertir l'energia de mitjana tensió a baixa tensió, de manera que pugui arribar als consumidors finals en baixa tensió
Per la seva banda, les xarxes de distribució tenen diferents nivells de tensió:
Les línies d'alta tensió operen a tensions compreses entre 36 kV i 145 kV i s'utilitzen per transportar l'energia a llargues distàncies.
Les línies de mitjana tensió operen a tensions entre 1 kV i 35 kV. La seva funció és distribuir l’energia des de les subestacions elèctriques fins als centres de transformació.
Les línies de baixa tensió operen per sota de 1 kV. Gràcies a elles, l'electricitat arriba al consumidor final.
A més, hi ha equips de registre per al consum i la generació d'energia al punt de subministrament, coneguts com a equips de mesura. Perquè et facis una idea, és com el comptador d'aigua que mesura quants litres has fet servir a casa teva.
El sistema elèctric i el context actual
El sistema elèctric s'enfronta a grans reptes per adaptar-se als desafiaments actuals. La transició cap a un sistema energètic més sostenible implica un increment en la integració de fonts renovables i modernització de les infraestructures.
Aleshores, què necessiten les xarxes de distribució en el context actual? La inversió en infraestructures, l'adopció de tecnologies intel·ligents i la integració de sistemes d'emmagatzematge d'energia són algunes de les àrees clau per millorar la resiliència i eficiència del sistema elèctric.
Les xarxes intel·ligents o Smart Grids permeten més flexibilitat i eficiència en la gestió del subministrament i la demanda d'electricitat, facilitant la integració de fonts renovables variables com la solar i l'eòlica.
La xarxa elèctrica és el pilar que sosté la nostra vida moderna, des d'encendre una bombeta fins a una ciutat sencera. La seva capacitat de transformar i distribuir energia no només ens manté connectats, sinó que també impulsa l’evolució cap a un futur més sostenible.
A més, la petita generació coneguda com a generació distribuïda s'ha convertit en un component clau d'aquest nou paradigma energètic. La capacitat de produir energia a nivell local, en major mesura a causa de l'auge de l'autoconsum, permet reduir la dependència de grans plantes generadores i disminuir les pèrdues d'energia associades amb el transport i la distribució a causa de les llargues distàncies que han de recórrer.
Aquesta descentralització millora l'eficiència del sistema alhora que n'augmenta la resiliència en diversificar les fonts d'energia.
Tot i això, la generació distribuïda implica nous desafiaments per a l'operació de la xarxa perquè la seva producció depèn de condicions meteorològiques molt variables. Això requereix que la configuració de la xarxa de distribució s’hagi d’adaptar contínuament als canvis en la generació i el consum, garantint sempre un subministrament estable, eficient i de qualitat.
Les tecnologies avançades, com els sistemes de resposta a la demanda i la gestió intel·ligent de les càrregues, permeten als consumidors i a les empreses ajustar-se a les condicions de la xarxa en temps real, contribuint a un ús més eficient dels recursos energètics.
Actualment, els sistemes d'emmagatzematge d'energia ja permeten emmagatzemar l'excés d'energia generada durant períodes d'alta producció i alliberar-la quan la demanda és més gran, equilibrant l'oferta i la demanda i millorant la fiabilitat del subministrament elèctric.
En aquest context, el Distribuïdor passa a ser un Operador del Sistema de Distribució (DSO) amb capacitat de poder actuar sobre consumidors i generadors per resoldre contingències a la seva xarxa. Els DSO hauran d'adaptar els seus processos d'operació i planificació de la xarxa per manejar la complexitat i dinamisme creixent del sistema elèctric.
L'expansió del vehicle elèctric (VE) és un element transformador. Els VE no només representen una alternativa més neta al transport tradicional, sinó que també tenen el potencial d'interactuar amb la xarxa elèctrica de manera activa.
A través de tecnologies com el V2G (Vehicle-to-Grid), els VE poden funcionar com a unitats d'emmagatzematge distribuït, tornant energia a la xarxa quan sigui necessari i ajudant a equilibrar l'oferta i la demanda.
A més, la recàrrega intel·ligent de VEs permet optimitzar l'ús de l'energia renovable, carregant durant períodes de baixa demanda o d'alta producció renovable, i contribuint així a l'estabilitat de la xarxa.
En conjunt, la integració de generació distribuïda, l'adopció de vehicles elèctrics i la flexibilitat millorada del sistema, sota la gestió eficient del DSO, són essencials per a una xarxa elèctrica que estigui preparada per als desafiaments del futur.
Descarregar
Contenido relacionado
Xarxa elèctrica
Qui paga el frau elèctric?
Xarxa elèctrica
Les tempestes solars afecten la xarxa elèctrica?
Xarxa elèctrica
Dipòsit de garantia de distribuïdora: què és, quan s'abona i quan es recupera
Xarxa elèctrica
Com consumeixen l’electricitat les llars espanyoles?
Xarxa elèctrica