IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - September/October 2020 - 62

operativas en el funcionamiento del almacenamiento por
bombeo. La restricción de arranque del motor-bomba se
redujo de manera significativa cuando la tecnología en estado
sólido puso a disposición el arranque en frecuencia variable.
El desarrollo de dispositivos avanzados de estado sólido
de alta capacidad permitió arrancar las unidades en modo
de bombeo con convertidores-inversores de frecuencia
variable, y eliminó la necesidad de los arranques con motor
auxiliar (pony), consecutivo y directo. En un controlador de
frecuencia variable, la potencia de entrada se extrae del nodo
principal de la central a una tensión y frecuencia del sistema
fijas. Cuando la unidad se arranca como un motor de bomba,
el convertidor del lado de la línea actúa como rectificador y
alimenta el inversor del lado de la máquina. Los tristores y
controles del inversor del lado de la máquina producen una
corriente de campo en los bobinadores del estator de la unidad por arrancar. A medida que disminuye la frecuencia de
la corriente de campo, la velocidad del motor de la bomba
también disminuye hasta que la bomba alcanza la velocidad de funcionamiento síncrona, y el motor de la bomba se
conecta a la red.
La introducción del motor de frecuencia variable resultó
en varios beneficios operativos que permitieron que las operaciones de la central de almacenamiento por bombeo fueran
más predecibles y fáciles de articular con los requerimientos
de despacho del sistema. Esta medida también permitió que
las unidades de almacenamiento por bombeo cambiaran del
modo de bombeo al de generación, y viceversa, en minutos.

Centrales de almacenamiento por bombeo y de
energía nuclear
Había 40 centrales de energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo en funcionamiento en los Estados Unidos en 2015, con una capacidad total instalada de aproximadamente 22 GW. Muchas de estas centrales se construyeron
desde la década de 1960 hasta la de 1980, para complementar las grandes centrales de energía nuclear y de carbón de
carga base, al proporcionar cargas de bombeo fijas durante
las primeras horas de la mañana, con potencia y carga máximas en el modo generación durante el punto máximo diurno.
Uno de los factores técnicos/económicos que impulsó el
desarrollo del motor/generador y bomba/turbina reversibles

figura 2. El proyecto de almacenamiento por bombeo
del condado de Bath, Virginia. (Fuente: Dominion Energy;
usado con permiso).
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Hiwassee Unit 2 en un eje común fue que, en ese momento,
se estaban planeando centrales de energía nuclear de carga
base, y la Comisión Reguladora Nuclear estaba preocupada
por dos problemas técnicos/de confiabilidad. Un problema
era que las unidades nucleares no se podían someter a ciclos
que se adecuaran a la demanda de carga diaria. El segundo
problema era la necesidad de un suministro suficiente de
potencia especializada que pudiera proporcionarla rápidamente, a fin de operar las bombas de frío en caso de que
sucediera un evento importante en el sistema o en la central.
Se consideró la solución de exigir que las centrales nucleares
estuvieran conectadas con una línea de transmisión confiable a una central de almacenamiento por bombeo.
Las centrales de almacenamiento por bombeo con embalses superiores de dimensiones aptas y conexión de transmisión confiable podían proporcionar potencia para operar las
bombas durante periodos prolongados cuando se apagaban
los reactores. La necesidad de lidiar con el problema del ciclo
se podía abordar mediante unidades de almacenamiento por
bombeo que proporcionaran servicios de seguimiento de
carga y de control de generación automática (AGC, por sus
siglas en inglés) en modo de generación durante los periodos de mayor demanda, y que luego bombearan durante el
periodo de carga baja de las primeras horas del día.
Mientras las unidades de almacenamiento por bombeo
estaban en el modo de bombeo, otras unidades generadoras
con capacidad de seguimiento de carga podían proporcionar
este servicio y el de AGC. Un ejemplo de este tipo de central
construida para satisfacer las necesidades de las centrales
nucleares es el proyecto de bucle abierto del condado de
Bath, de 6 unidades y 3,003 MW, el cual es el más grande
de Estados Unidos. Es operado por Dominion Generation/
First Energy, como se describe en la base de datos de almacenamiento de energía mundial del DOE (véase la sección de
"Lecturas complementarias") (figura 2).

Almacenamiento por bombeo a velocidad
ajustable
El siguiente gran obstáculo tecnológico a abordar involucró
las limitaciones técnicas y económicas asociadas con las
unidades de almacenamiento por bombeo a velocidad única
fija, y la motivación para cambiar a velocidad ajustable. Un
artículo del IEEE de 1981 incluye una discusión sobre los
beneficios y las aplicaciones de los motores/generadores de
dos velocidades, así como los de inducción a velocidad ajustable y de doble alimentación (véase la sección "Lecturas
complementarias").
Este artículo de Gish et al. describe los resultados de
un estudio y las pruebas de modelos sobre la posible aplicabilidad de una máquina de doble suministro para reducir las limitaciones inherentes a las aplicaciones de energía
hidroeléctrica. A pesar de que existen muchos estudios teóricos de la máquina en la literatura, este artículo presenta un
examen más pragmático de sus características y potencial
bajo un conjunto restringido de condiciones, en donde su
septiembre/octubre 2020
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