Page 7 - Gestión energética sostenible e inteligente en el ámbito ferroviario

En general, desde el punto de vista de la infraestructura eléctrica, una línea ferroviaria en
corriente continua será mejorable en términos de eficiencia energética si presenta
excesivas pérdidas de conducción (efecto Joule), o pérdidas por frenado reostático. Esta
última fuente de pérdidas comienza a percibirse como un claro problema desde el punto
de vista de la eficiencia energética según se ha comentado.

En esta medida cabe hacer una distinción entre acciones sin coste (o muy bajo coste),
basadas principalmente en la mejor utilización de los elementos disponibles en la
infraestructura, y acciones que requieren de una mayor inversión económica.

Las primeras deberían aplicarse a todos aquellos elementos de la infraestructura en los
que una simple maniobra previa puede llevar asociada una mejor utilización de la energía
regenerada. Como principales ejemplos se encuentra la utilización de la regulación de los
transformadores de la subestación para operar una línea con una tensión de vacío
optimizada, que evite tener tensiones excesivamente bajas en pantógrafo pero que
reduzca a la vez las pérdidas en reóstatos. Otro ejemplo es la desconexión de algunas
subestaciones en hora valle con objeto de reducir la frecuencia de eventos en los que la
presencia de una subestación activa entre trenes que intercambian energía, limite la
receptividad. Líneas con alta densidad de tráfico – líneas de metro y cercanías
normalmente – serán las más beneficiadas de este tipo de acciones. Ello es debido al alto
número de paradas que los trenes realizan en estas explotaciones, lo que implica
frecuentes procesos de aceleración y frenado (se ha estimado que se está llegando a
recuperar entre el 15 y el 30% de la energía consumida).

Dentro de las acciones con alto coste asociado, las principales tendencias a nivel mundial
son las subestaciones reversibles y sistemas de almacenamiento de energía. A día de hoy,
debido a su mayor fiabilidad y vida útil y al mejor coste por MW (siempre que se remunere
la devolución de potencia a la red eléctrica de compañía), la tendencia principal es instalar
subestaciones reversibles. Sin embargo, la investigación intensiva en la mejora de las
tecnologías de almacenamiento, permite adivinar que en un futuro a medio plazo los
almacenadores de energía se convertirán en una tecnología plenamente competitiva,
considerando además que tiene otras posibles aplicaciones además de la propia de ahorro.

Es importante destacar que el coste de los convertidores reversibles no es despreciable.
Una vez que se ha detectado que las pérdidas en reóstatos en una línea son elevadas, y que
sería interesante por tanto instalar subestaciones reversibles, es preciso realizar estudios
cuidadosos para hacer posible que los administradores y operadores puedan recuperar la
inversión en un tiempo razonable. En general, no será viable económicamente instalar
convertidores reversibles en todas las subestaciones, sino que se estudiará el número y la
localización óptima de los mismos. También la potencia de los convertidores instalados
tendrá influencia en la eficacia para reducir los reóstatos. Se hará por tanto necesario
abordar la mejora de la infraestructura eléctrica como un problema de optimización.

Este problema, que generalmente se resuelve con métodos de simulación, debe ser tratado
con modelos precisos para evitar que las conclusiones del estudio de mejora de la
infraestructura sean erróneas en términos de ahorro energético. Además de la precisión
en el modelado de los elementos habituales en la infraestructura eléctrica y el material
móvil, otros aspectos como la influencia de las variables estocásticas del tráfico en las
pérdidas en reóstatos se están teniendo en cuenta en los optimizadores más completos
recientemente desarrollados. A este último respecto, es destacable que la casi totalidad de
los estudios en la literatura incluyen sólo un escenario de tráfico simplificado, con tiempos

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Documento de posicionamiento: Gestión energética sostenible e inteligente en el ámbito ferroviario
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