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la [r]evolución energética | REDES INTELIGENTES
[R]EVOLUCIÓN ENERGÉTICA ARGENTINA
UN FUTURO ENERGÉTICO SUSTENTABLE
4.7 redes inteligentes
La tarea de integrar las tecnologías de energía renovable a los sistemas
eléctricos existentes es similar en todos los sistemas eléctricos
alrededor del mundo, así sean extensas redes centralizadas o sistemas
insulares. El principal objetivo de la operación del sistema eléctrico es
equilibrar el consumo y la generación de electricidad.
Es necesaria una minuciosa planificación a futuro para garantizar que
la producción disponible pueda satisfacer la demanda en todo
momento. Además de equilibrar la oferta y la demanda, el sistema
eléctrico también debe ser capaz de :
• Cumplir con los estándares definidos de calidad energética (voltaje/
frecuencia) que puede requerir de un equipamiento técnico adicional, y
• Sobrevivir a situaciones extremas tales como una interrupción
repentina del suministro como consecuencia de una falla en una
unidad de generación o una avería en el sistema de transmisión.
La integración de la energía renovable mediante el uso de una red
inteligente significa alejarse del inconveniente de la carga de base hacia la
cuestión de si el suministro es flexible o inflexible. En una red inteligente,
una cartera de proveedores de energía flexible puede hacer un seguimiento
de la carga durante el día y la noche (por ejemplo, solar más gas,
geotérmica, eólica y gestión de la demanda) sin apagones.
Varios países europeos ya han demostrado que es posible integrar grandes
cantidades de generación de energía renovable variable a la red y alcanzar
un gran porcentaje del suministro total. En Dinamarca, por ejemplo, el
promedio suministrado por la energía eólica es de aproximadamente un
20%, con picos de más del 100% de la demanda. En esas ocasiones, el
excedente de electricidad es exportado a los países vecinos. En España, un
país mucho más grande con una mayor demanda, el promedio
suministrado por la energía eólica es del 14%, con picos de más del 50%.
Hasta ahora el desarrollo de la tecnología de las energías renovables ha
puesto más esfuerzo en la adaptación de su rendimiento técnico a las
necesidades de la red existente, principalmente mediante el cumplimiento de
los códigos de la red, que cubren cuestiones como la frecuencia del voltaje
y la electricidad reactiva. Sin embargo, ha llegado el momento de que los
mismos sistemas eléctricos se ajusten mejor a las necesidades de la
generación variable. Esto significa que deben volverse lo suficientemente
flexibles como para seguir las intermitencias de la electricidad renovable
variable, por ejemplo, ajustando la demanda a través de la gestión de la
demanda y/o la implementación de sistemas de almacenamiento.
El sistema eléctrico futuro ya no consistirá en unas pocas instalaciones
centralizadas, sino en decenas de miles de unidades de generación, tales
como paneles solares, turbinas eólicas y otras renovables, en parte
distribuidas en la red de distribución, en parte concentradas en grandes
instalaciones como los parques eólicos marinos.
La compensación es que la planificación del sistema eléctrico se volverá
más compleja debido al mayor número de unidades generadoras y a que la
significativa porción de generación variable causará cambios constantes en
el flujo energético. La tecnología de red inteligente será necesaria para
apoyar la planificación del sistema eléctrico. Ésta funcionará mediante el
apoyo activo de pronósticos anticipados y del equilibrio del sistema,
proporcionando información en tiempo real sobre el estado de la red y las
unidades de generación, conjuntamente con pronósticos meteorológicos.
También jugará un rol significativo en asegurarse que los sistemas puedan
satisfacer los picos de demanda en todo momento y optimizar el uso de los
activos de transmisión y distribución, manteniendo así la necesidad de
ampliaciones en la red a un mínimo absoluto.
Para desarrollar un sistema eléctrico basado casi exclusivamente en
fuentes de energía renovable, se requerirá una nueva arquitectura de todo
el sistema, incluyendo la tecnología de red inteligente. Este concepto
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necesitará cantidades sustanciales de trabajo adicional para emerger por
completo30 . La Figura 4.4 muestra una representación gráfica
simplificada de los elementos clave en los futuros sistemas eléctricos
basados en renovables, utilizando la tecnología de red inteligente.
Existe un rango de opciones disponibles que permiten la integración a
gran escala de los recursos de energía renovable variable al sistema de
suministro energético. Éstas incluyen la gestión de demanda, el
concepto de Centrales Eléctricas Virtuales y una serie de opciones para
el almacenamiento de energía.
El nivel y la sincronización de la demanda de electricidad pueden ser
gestionados proporcionando incentivos económicos a los consumidores
para que reduzcan o corten su suministro en períodos de consumo
elevado. Este sistema ya está siendo utilizado para algunos grandes
clientes industriales. Un proveedor de energía noruego incluso involucra
a los clientes residenciales enviándoles un mensaje de texto con una
señal para que se desconecten. Cada hogar puede decidir de antemano
si desea participar o no. En Alemania, se están llevando a cabo
experimentos con tarifas flexibles en función del horario, de modo que
las máquinas de lavar funcionen por la noche y los refrigeradores se
desactiven temporalmente durante los períodos de demanda elevada.
Este tipo de gestión de demanda ha sido simplificada por los avances en la
tecnología de las comunicaciones. En Italia, por ejemplo, se han instalado
30 millones de medidores de electricidad innovadores, para permitir una
lectura de los medidores y el control de la información de los consumidores
y de los servicios a distancia. Muchos electrodomésticos, tales como
refrigeradores, lavavajillas, lavarropas, acumuladores de calor, bombas de
agua y aires acondicionados, pueden ser gestionados ya sea apagándolos
temporariamente o reprogramando sus tiempos de funcionamiento,
liberando así carga eléctrica para otros usuarios y complementándose con
las variaciones en el suministro renovable.
Una Central Eléctrica Virtual (VPP, por sus siglas en inglés) interconecta
una serie de centrales eléctricas reales (por ejemplo solares, eólicas o
hídricas) así como también opciones de almacenamiento distribuidas en el
sistema eléctrico utilizando tecnología informática. Un ejemplo real de una
VPP es la Central Eléctrica de Energías Renovables Combinadas,
desarrollada por tres compañías alemanas 31 . Este sistema interconecta y
controla once centrales de electricidad eólica, veinte plantas de energía
solar, cuatro centrales de CHP basadas en biomasa y una unidad de
acumulación por bombeo, todos geográficamente repartidos por Alemania.
La VPP combina las ventajas de varias fuentes de energía renovables
mediante un monitoreo cuidadoso (y de previsión a través de pronósticos
meteorológicos) sobre cuándo las turbinas eólicas y los módulos solares
generarán electricidad. El biogás y las unidades de almacenamiento
bombeado se utilizan para compensar la diferencia, ya sea distribuyendo
electricidad acorde a lo necesario para equilibrar las intermitencias a corto
plazo o almacenándola temporariamente 32 . En conjunto, la combinación
asegura suficiente suministro energético como para cubrir la demanda.
Una serie de tecnologías maduras y emergentes, son opciones viables
para almacenar electricidad. De éstas, la acumulación por bombeo
puede ser considerada la tecnología mejor establecida. La acumulación
por bombeo es un tipo de central hidroeléctrica que puede almacenar
energía. El agua es bombeada desde un depósito de menor elevación a
una mayor elevación en momentos de poca demanda de electricidad de
bajo costo. Durante los períodos de alta demanda eléctrica, el agua
almacenada es liberada a través de turbinas. Teniendo en cuenta las
pérdidas por evaporación de la superficie expuesta del agua y las
pérdidas por conversión, aproximadamente entre el 70 y el 85% de la
referencias
30 VER REPORTE ECOGRID PHASE 1 SUMMARY REPORT, DISPONIBLE EN
HTTP://WWW.ENERGINET.DK/NR/RDONLYRES/8B1A4A06-CBA3-41DA-9402-
B56C2C288FB0/0/ECOGRIDDK_PHASE1_SUMMARYREPORT.PDF
31 VER HTTP://WWW.KOMBIKRAFTWERK.DE/INDEX.PHP?ID=27
32 VER HTTP://WWW.SOLARSERVER.DE/SOLARMAGAZIN/ANLAGEJANUAR2008_E.HTML