Energía síncrona y asíncrona: qué son y por qué importan
El impacto de la energía síncrona y asíncrona en el sistema eléctrico español
Las energías renovables asíncronas — como la eólica o la solar — son dos de las que más aportan al mix energético español, contribuyendo en el camino hacia la descarbonización. Sin embargo, energías como la nuclear o la hidroeléctrica, que se producen gracias a generadores síncronos, son fundamentales para garantizar la estabilidad y fiabilidad del sistema eléctrico.
¿Qué son las energías síncronas y asíncronas y en qué se diferencian? ¿Por qué cobran tanta importancia para asegurar la estabilidad del sistema eléctrico español ante posibles oscilaciones o perturbaciones?
Te lo contamos en este artículo y te explicamos la importancia de actores como Iberdrola España para asegurar un suministro fiable y sostenible.
¿Qué es la energía síncrona y cómo funciona un generador síncrono?
Según la Real Academia Española de la Lengua (RAE), la palabra síncrono (-a) “se usa para aludir a algo que se desarrolla en perfecta correspondencia temporal con otra cosa” y asíncrono (-a) “para referirse a lo que no tiene lugar en completa correspondencia temporal con otra cosa”.
Cuando se emplean estos términos en el sector energético, distinguiendo entre energías síncronas y asíncronas, tiene que ver con este significado, pero aplicado a los tipos de generadores o máquinas de corriente alterna que se utilizan para producir electricidad y a cómo se comportan en relación con la frecuencia de la red eléctrica (ritmo al que se transporta la electricidad).
En los generadores síncronos la energía mecánica suministrada por un eje (como una turbina) se convierte en energía eléctrica. Este eje tiene una velocidad de rotación constante que se sincroniza con la frecuencia de la red eléctrica. Además, estos generadores son máquinas con una gran masa giratoria, lo que les permite aportar inercia, una propiedad clave para amortiguar cambios bruscos en la demanda o en la producción de energía.
Los generadores síncronos se utilizan, principalmente, en centrales nucleares, hidroeléctricas o en centrales térmicas de ciclo combinado.
¿Cómo funciona un generador síncrono?
Un generador síncrono se compone de dos partes principales: un rotor (parte móvil) y de un estator (parte fija).
- Al rotor (inductor) se le suministra una corriente continua para su excitación (procedente de un motor diésel, turbinas de gas, vapor o hidráulicas) y gira a una velocidad constante. El rotor tiene imanes o electroimanes.
- El movimiento giratorio del rotor genera un campo magnético giratorio que induce en los devanados del estátor (inducido) una fuerza electromotriz alterna, es decir, una corriente eléctrica alterna de tipo senoidal.
- La frecuencia de salida de electricidad generada en el estator está perfectamente sincronizada con la de la red eléctrica por donde se transporta, lo cual es clave para mantener estable la frecuencia de la red. En España, la frecuencia de la red eléctrica es la que se utiliza en Europa: 50 herzios (Hz).
Partes de un generador síncrono
Un generador síncrono está compuesto por varias partes, entre las que destacan el estátor y el rotor.
Este tipo de generadores cuentan con sistemas de control y protección que supervisan la tensión, frecuencia y temperatura, y protegiendo su funcionamiento frente a anomalías.
También cuentan con sistemas de refrigeración para evitar el sobrecalentamiento disipando el calor mediante aire, agua o hidrógeno.
¿Qué es la energía asíncrona y cómo se genera?
A diferencia de los generadores síncronos, en los generadores asíncronos o generadores de inducción el rotor no necesita excitación de corriente continua sino que depende de estar conectado a una red eléctrica y gira a una velocidad diferente — normalmente más lenta — con respecto a la del campo magnético generado en el estator. Esta diferencia (llamada deslizamiento) es la que permite que se produzca electricidad en el estator. Los generadores asíncronos no están sincronizados directamente con la frecuencia de la red eléctrica.
Los generadores asíncronos se utilizan, principalmente, en parques eólicos — aunque algunos emplean generadores síncronos —, centrales fotovoltaicas o en pequeñas centrales hidroeléctricas.
Diferencias entre energía síncrona y asíncrona
Una vez explicado el funcionamiento de los generadores síncronos y asíncronos, resumimos sus principales diferencias en la siguiente tabla:
Diferencias entre la energía síncrona y asíncrona
Energía síncrona
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Tiene generador síncrono
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Tiene sincronización con la frecuencia de la red eléctrica
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Existe un control de la frecuencia y la tensión
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Tiene un alto aporte de inercia (estabilidad a la red). La inercia es la energía cinética almacenada en un cuerpo que rota (como una turbina). Al rotar de manera constante, los generadores síncronos producen electricidad sin alteraciones en la frecuencia y si hay perturbaciones en la red (aumento repentino de demando o reducción de generación) esta energía se libera o absorbe ralentizando la tasa de cambio y proporcionando para que actúen los controles de frecuencia
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Se utiliza en centrales nucleares, hidroeléctricas o en centrales térmicas de ciclo combinado
Energía asíncrona
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Tiene generador asíncrono
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No tiene sincronización con la frecuencia de la red eléctrica
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No existe un control de la frecuencia y la tensión, tienen que estar conectados a una red eléctrica existente para su correcto funcionamiento
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Tiene un bajo aporte de inercia (estabilidad a la red). Como se conectan a la red mediante inversores, estos hacen las veces de “muro” que les impide aportar inercia al sistema eléctrico
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Se utiliza en parques eólicos, centrales fotovoltaicas o en pequeñas centrales hidroeléctricas
La importancia de las energía síncrona para la estabilidad del sistema eléctrico español
Para comprender la importancia que cobran las energías síncronas en la estabilidad del sistema eléctrico haciendo frente a las perturbaciones o fluctuaciones en la red explicamos brevemente cómo funciona el propio sistema eléctrico.
Cuando encendemos la luz o conectamos un aparato eléctrico se acciona un sistema que comienza en las centrales de producción, donde se genera la energía electricidad. Esta energía se transforma a alta tensión para poder transportarse de forma eficiente a través de la red de transporte hasta los centros de distribución. Allí se adapta nuevamente al nivel de tensión que requiere cada tipo de consumo (residencia, industrial o servicios) y se transporta hasta llegar al consumidor final.
El sistema eléctrico tiene una alta complejidad ya que integra múltiples fuentes de generación de electricidad que pueden sumarse o relevarse unas a otras y que deben coordinarse en todo momento para que el sistema esté siempre abastecido. Es necesario mantener un equilibrio contante entre la generación y el consumo porque la energía eléctrica no se puede almacenar a gran escala y debe ser generada en tiempo real según la demanda.
¿Y qué sucede cuando hay perturbaciones en el sistema eléctrico? Un caso cada vez más habitual es el de momentos con alta generación renovable, como un día con mucho sol y viento, en el que la producción eólica y fotovoltaica es muy elevada. En estas situaciones, pueden producirse cambios rápidos en la generación —por ejemplo, si disminuye de forma repentina el viento o se nubla el cielo—, lo que introduce variaciones en el equilibrio entre la electricidad que se genera y la que se consume. El sistema eléctrico debe ser capaz de absorber estas fluctuaciones de forma inmediata para evitar inestabilidades.
Mantener estable la frecuencia de la red es fundamental, ya que refleja ese equilibrio en tiempo real. Si la generación y el consumo dejan de estar alineados, la frecuencia se desvía, lo que puede afectar al funcionamiento de los equipos, comprometer la estabilidad del sistema e incluso provocar apagones.
En este contexto, las energías síncronas —como la nuclear o la hidráulica— desempeñan un papel esencial: al estar directamente sincronizadas con la red y aportar inercia, ayudan a amortiguar esos cambios y a mantener la frecuencia estable, reforzando así la seguridad y fiabilidad del suministro eléctrico.
¿Cómo contribuye Iberdrola España a garantizar la estabilidad del sistema eléctrico?
España se ha propuesto descarbonizar su modelo energético para 2050: en 2025, las energías renovables suponen el 67% de la potencia total instalada en el país gracias a compañías como Iberdrola España.
La apuesta de Iberdrola España es la electrificación de la economía para mitigar los efectos del cambio climático y para ser más competitivos al ser menos dependientes del gas. Nos hemos convertido en la compañía líder en energías renovables en el sector energético español, y nuestra red eléctrica se extiende por 10 comunidades autónomas y 25 provincias, abarcando un territorio de 270.000 km2.
Pero, para que la electrificación sea posible, en un contexto en el que las energías renovables — principalmente asíncronas, como la eólica y la fotovoltaica — tienen un papel cada vez más relevante, el papel de las energías síncronas es clave para garantizar la estabilidad del sistema eléctrico.
En este sentido, Iberdrola España se sitúa como una de las compañías del sector con mayor capacidad instalada tanto en tecnologías síncronas como asíncronas, contribuyendo a un sistema eléctrico más equilibrado, seguro y fiable.
