Usar energía limpia y renovable es una de las acciones más importantes que puede tomar para reducir su impacto en el medio ambiente. Esto es posible de logarlo mediante una transición de la red actual y paulatinamente ir integrando una red inteligente.
Cada vez se hace más evidente que es necesario e imperativo mover la mayoría de las operaciones posibles de producción de energía hacia fuentes de energía renovable, ya que en los últimos años se están viendo más pronunciado los efectos adversos del calentamiento global y es responsabilidad de todas las naciones cumplir con el Acuerdo de Paris. Una de las formas de llegar a cumplir con este objetivo es con la implementación de la generación de energía de fuentes renovables, pero estas tendrán que implementarse de manera significativa para poder hacer una diferencia y sustentar las necesidades actuales de la demanda de la red eléctrica. En recientes años se han visto grandes avances en la implementación de fuentes de alto nivel de generación de energía renovable en la red eléctrica en ciertos países, esto es evidencia que la implementación de energías renovables dentro de la red existente es técnicamente y económicamente factible. Específicamente de energía solar y eólica ya que están alcanzando la paridad de red en términos económicos.
Redes inteligentes
Con la introducción de más fuentes de generación en una red convencional centralizada y descentralizada esta no podrá ser regulada de la manera convencional en los tiempos de oferta y demanda de la red. Para la implementación del modelo en donde variadas fuentes de alto nivel de energía renovables entren de forma eficiente y efectiva en la red se habría que implementar un nuevo enfoque en la red, las denominadas redes inteligentes. Las redes actuales poseen cierto grado de autonomía o funcionalidad inteligente, pero estas están relegadas solamente a los aspectos de oferta y demanda.
“Las redes inteligentes están diseñadas con la tecnología para proveer y comunicar información de cada aspecto de la red, desde la generación, el suministro y el consumo de electricidad para la reducción de costos, mejorar la eficiencia y minimizar el impacto ambiental.” (EPRI 2013)
Las redes inteligentes son un elemento crucial para la transición hacia un futuro energético sostenible renovable, es la evolución de las redes eléctricas convencionales. La razón de esto es por las propiedades inherentes del sistema como la facilidad de la integración fluida de una gran proporción de energías renovables variables, se beneficia de la producción de nodos descentralizados de energía, participación del consumidor y control mejorado del sistema; y proporcionar flexibilidad por el lado de la demanda.
La implementación de redes inteligentes trae consigo beneficios tanto a países desarrollados como los países en desarrollo ya la naturaleza de esto es flexibles y adaptables a la creciente demanda de electricidad y una gama de diferentes fuentes de energía. Los beneficios de las redes inteligentes ya no son solamente teóricos existe una creciente evidencia en muchos países de que altos niveles de energías renovables son técnica y económicamente viables. Está ya ha sido desplegadas en ciertos países como Dinamarca, Jamaica, los Países Bajos, Singapur y los Estados Unidos (Nuevo México y Puerto Rico) donde se han tomado como modelos de estudio de casos para resaltar las combinaciones exitosas de energías renovables con las tecnologías de redes inteligentes. Según el estudio se ha visto como las tecnologías de redes inteligentes están permitiendo una mayor proporción de energía renovable. Estos estudios de caso muestran que ya se está produciendo una transformación del sector eléctrico hacia las energías renovables, pero varios estudios sugieren que se prevén porcentajes aún mayores de generación de energía renovable.
Características Inherentes de las Redes Inteligentes al Sistema Convencional
Ciertamente se posee la tecnología para crear un cambio significativo en la reducción de la huella de carbón, pero siempre tenemos que considerar y aplicar las políticas y regulaciones de apoyo que son esenciales para transformar el sistema eléctrico y crear la infraestructura de la red para respaldar un futuro energético sostenible. La transición a las redes inteligentes es técnicamente posible pero su implementación conjunta a la red existente requeriría ciertos requerimientos adicionales que hay q tomar en consideración. Entre estos estarían acondicionamiento y actualizaciones a la red existente para poder trabajar en conjunto a la red inteligente y otros aspectos técnicos necesarios para poder adaptarse a la diferente naturaleza de la generación de energía renovable. Ciertas características que la red convencional adquiriría con la implementación de la red inteligente seria:
Variabilidad: Los tipos de energías renovables que dependen de un recurso que esta constante mente fluctuando o variando, inducen esta característica a la red. Las fuentes de energías renovables como la eólica y la solar son algunos ejemplos que inducen este comportamiento. El suministro de electricidad tiene que a todo momento satisfacer la demanda eléctrica, por lo tanto, dichas fuentes de energía implementadas requieren esfuerzo y equipos que puedan absorber esta variabilidad.
Generación distribuida: referente a sistemas de menor escala en este caso serian celdas de generación renovable distribuida la cual es un modelo comercial nuevo y diferente para la electricidad. En la red convencional estos crean incomodidad a la distribuidora central tradicional debido a preocupaciones por seguridad, estabilidad y funcionamiento de la red, y la dificultad de cuantificar y pagas apropiadamente por la generación que proporcionan. En cambio, en la red inteligente estos juegan un papel importante en su funcionamiento.
Alto costo inicial: Ciertamente la adaptación del sistema y la instalación de tecnologías de generación de electricidad renovable tienen costos iniciales bastantes elevados, pero requieren menos inversión en el mantenimiento comparado con los sistemas de hidrocarburos. Aunque esto no es una opción viable en ciertos países en desarrollo que no poseen el capital para invertir en reducción de su huella de carbón. Las tecnologías de las redes inteligentes pueden abordar directamente estos problemas y ofrecen aún más beneficios que a la larga pueden facilitar aún más la transición a las energías renovables
Control de una Red Inteligente
La operación de una red eléctrica tiene q garantizar que la demanda de flujo eléctrico siempre cumpla y sea exactamente igual que la oferta de las distribuidoras. Esta oferta y demanda es dinámica al transcurso del tiempo por lo que es necesario el constante ajuste de la producción de energía en las centrales eléctricas. Se realiza de esta forma ya que es relativamente más sencillo que almacenar la energía.
La distribución de energía normalmente depende de plantas de generación basadas en combustibles fósiles ya que regularmente se mantienen operando a un nivel estable y predecible de electricidad, el diseño de estas plantas les permite para el realizar finos ajustes durante operación lo que hace manejable durante los periodos de ajuste de demanda y oferta. Aunque la característica de la variabilidad de ciertas formas de generación de energía renovable como la solar y la eólica, crea un desafío más difícil. En la actualidad como la generación de energía renovable crea un pequeño porcentaje del consumo total de energía eléctrica este es relativamente sencillo manejarse de la forma tradicional, pero a medida que se transaccione más a energías renovables a este porcentaje incrementara y mantener la integridad del sistema puede volverse cada vez más desafiante.
En este aspecto es donde entran en juego los sistemas de redes inteligentes, estas pueden resolver los problemas mencionado anteriormente. Con las tecnologías de redes inteligentes se hace posible integrar la generación de energía renovable con una amplia gama de diversos recursos eléctricos. La generación de energía renovable distribuida, especialmente la fotovoltaica, es una de las formas de generación de energía renovable más prometedoras. estos en los últimos años se han vuelto mas comunes siendo instalados en numerosos tejados residenciales. Esto es un factor que alienta a la implementación de redes inteligentes ya que es beneficioso para el cliente como para la red inteligente, ya que esta puede promover un mayor uso de la generación renovable distribuida. Las redes inteligentes igualmente proveen a los operadores de la red con información continua y control sobre los sistemas en tiempo real, esta información puede ser utilizada de las siguientes maneras:
Reducir la producción o desconectar las celdas de generación distribuida según sea necesario para mantener la integridad de la red, igualar una carga o incluso la protección de trabajadores.
Proporcionar datos en tiempo real sobre la salida eléctrica de las celdas de generación distribuida.
Ayudar el sistema de distribución, como la implementación de un control más estricto del voltaje durante un intervalo de tiempo y entre otras formas.
Las tecnologías de redes inteligentes pueden permitir un uso óptimo de estas tecnologías alternativas y como se ha presentado con la generación distribuida y con el monitoreo y control en tiempo real que provee la red inteligente, son unos de los factores que hay que tener en cuenta antes de la necesidad de nuevas grandes centrales eléctricas.
Conclusión
Las redes inteligentes es una de las tecnologías que se está volviendo cada vez más atractivas a muchos países, por todos los beneficios que trae consigo. La limitación de esta es su alto costo de inversión para su implementación inicial, esto es lo limitante por el momento para los países en desarrollo. Igualmente se puede ver como estos sistemas eliminan básicamente los problemas de la red eléctrica convencionales con relación a la implementación de fuentes alternativas. Las redes inteligentes es el próximo paso que todos los países tiene que aspirar a implementar para hacer una transición efectiva a energías alternativas, y así poder cumplir con la reducción de la huella de carbón mundialmente.
Referencias Bibliográficas
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