La transmisión de energía genera pérdidas debido a una variedad de factores físicos y prácticos que resultan en la disipación de energía en forma de calor y otras ineficiencias. Estas pérdidas ocurren durante el proceso de transmisión de energía eléctrica a largas distancias desde las centrales eléctricas hasta los consumidores. Las principales razones de las pérdidas en la transmisión de energía incluyen:
Resistencia de Líneas de Transmisión:Las líneas de transmisión, que se utilizan para transportar electricidad a largas distancias, tienen una resistencia inherente al flujo de corriente. Esta resistencia hace que parte de la energía eléctrica se convierta en calor, de acuerdo con la Ley de Ohm (V=I * R). A medida que la corriente fluye a través de las líneas de transmisión, una parte de la energía se pierde en forma de calor debido a la resistencia de los conductores.
Calefacción en julios:Cuando la corriente eléctrica fluye a través de un conductor con resistencia, provoca calentamiento Joule. Este es el fenómeno donde la energía se convierte en calor debido a la resistencia del material. Cuanto mayor es la corriente, más calor se genera, lo que provoca mayores pérdidas.
Efecto en la piel:A altas frecuencias o con corriente alterna (CA), la distribución de corriente dentro de un conductor tiende a concentrarse más hacia la superficie. Esto se conoce como efecto piel. Dado que la parte exterior del conductor tiene menos sección transversal, la resistencia aumenta, lo que resulta en mayores pérdidas de energía.
Reactancia inductiva y capacitiva:Las líneas de transmisión también tienen reactancia inductiva y capacitiva, que son propiedades que afectan el flujo de corriente alterna. Estas reactancias provocan una diferencia de fase entre la corriente y el voltaje, lo que hace que una parte de la energía oscile hacia adelante y hacia atrás sin transmitirse de manera efectiva.
Descarga de corona:A altos voltajes, puede ocurrir un fenómeno llamado descarga de corona, donde el aire que rodea las líneas de transmisión se ioniza debido al campo eléctrico. Esto puede provocar pérdidas de energía en forma de luz y calor, así como interferencias de radio.
Pérdidas del transformador:Los transformadores se utilizan para aumentar o reducir el voltaje para una transmisión y distribución eficiente. Sin embargo, los transformadores también experimentan pérdidas debido a la resistencia en sus devanados y núcleo. Estas pérdidas se conocen como pérdidas de cobre (pérdidas I²R) y pérdidas de hierro (pérdidas por histéresis y corrientes parásitas).
Flujo de potencia reactiva:La potencia reactiva es necesaria para mantener los niveles de voltaje en el sistema de energía. Sin embargo, la transmisión de potencia reactiva también provoca pérdidas adicionales.
Desajuste entre Generación y Consumo:La generación y el consumo de energía no siempre están equilibrados. La transmisión de energía a largas distancias puede provocar pérdidas si la energía generada excede la demanda o si la demanda es mayor que la energía generada.
Caídas de voltaje:La transmisión de energía a largas distancias puede provocar caídas de voltaje a lo largo de las líneas de transmisión, lo que podría requerir voltajes más altos en el extremo de generación para compensar. Esto puede provocar mayores pérdidas debido a mayores campos eléctricos y pérdidas por corona.
Se realizan esfuerzos para minimizar estas pérdidas a través de diversos medios, como el uso de materiales de alta conductividad, la optimización de los diseños de líneas de transmisión, el empleo de transformadores eficientes y la implementación de tecnologías como la transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) que pueden reducir ciertos tipos de pérdidas. Sin embargo, es inevitable cierto nivel de pérdida debido a los principios fundamentales de la conducción eléctrica y la transferencia de energía.
