Generación Distribuida: Introducción
Muchos sabemos que el cambio climático y la seguridad energética serán los retos más importantes que enfrentaremos como sociedad en las siguientes décadas. Mientras la temperatura aumente y el acceso a recursos fósiles disminuya, eventos como sequías, inundaciones y conflictos armados se volverán cada vez más comunes. Por estas razones es fundamental la rápida penetración de energía renovable. Sin embargo, su implementación en la red eléctrica requiere consideraciones adicionales que incrementan su complejidad, particular cuando se agrega en pequeña escala también llamada generación distribuida.
Dos implicaciones de la generación distribuida
Tradicionalmente la infraestructura eléctrica se compone de: Generación de gran escala (termo-eléctricas o hidroeléctricas), red de transmisión (cableado de alto voltaje por varios kilómetros), red de distribución (cableado de medio y bajo voltaje), y cargas eléctricas (componentes eléctricos en el hogar o industria). El flujo de electricidad es uni-direccional y fluye de manera vertical de las generadoras a los usuarios. La generación de energía tiene que empatar con el consumo en tiempo real; las grandes generadoras son controlables y aumentan o disminuyen su producción como la demanda lo requiera. Las fuentes de energía renovable impactan de dos formas. La primera es que estás son de naturaleza no controlable, es decir, no podemos controlar la producción ya que estás dependen, por ejemplo, del sol o del viento y la segunda es su propiedad modular para colocarse cerca de los usuarios. La primera implicación obliga a las grandes generadoras a tener mayores fluctuaciones aumentando la probabilidad de apagones o sobrecargas. Una solución son los sistemas de almacenamiento de gran escala como baterías pero sus costos, mantenimiento y tiempo de vida los vuelven inviables por el momento y requieren de una mejora substancial en su tecnología. La segunda implicación transforma el flujo de electricidad a uno bi-direccional. Esto tiene repercusiones en las corrientes y voltajes de manera local y a desbalances que pueden, nuevamente, generar apagones o sobrecargas o generar mayores pérdidas de energía. Por estas razones la red eléctrica limitó fuertemente la interconexión. Para poder soportar una alta penetración de generación distribuida, la red eléctrica debe renovarse lo cual es un proceso lento y costoso.
Beneficios y soluciones generación distribuida
No obstante, es posible utilizar la generación distribuida a nuestro favor. Agregando sistemas de almacenamiento de energía local y monitoreo detallado, incrementamos la “inteligencia” de la red. Así, generación distribuida, cargas y sistemas de almacenamiento pueden comunicarse utilizando tecnologías de información y regular su inyección a la red. Dentro de las opciones para almacenar energías existen baterías complementarias a sistemas solares, “flywheels” que almacen energía de forma cinética rotacional y, una opción prometedora, autos eléctricos. Además, es posible controlar las cargas eléctricas no críticas para que consuman cuando se genere una sobreproducción. Utilizando estos elementos podemos construir una red auto regulable capaz de operar en paralelo con la red eléctrica. A esto se le llama una red autónoma. Se compone de alta penetración de generación distribuida, almacenamiento y cargas comunicadas que, de necesitarlo, podrán desconectarse de la red eléctrica convirtiéndose en una micro-red aislada autosuficiente. El usuario final se convierte entonces en un soporte dinámico de la infraestructura que alterna entre producción y consumo con base tanto en sus necesidades como las de la comunidad local. En otras palabras se convierte en un “prosumidor”. La red empieza a transformarse de un esquema centralizado a uno descentralizado aumentando la resiliencia de la red, disminuyendo pérdidas al tener generación cerca del usuario y al permitir acomodar mayor penetración de energía renovable.
Se necesita colaboración
Es claro que para que la transformación sea exitosa, múltiples actores deben de operar de manera conjunta. Desde los generadores de energía tradicional, plantas de energía renovable, la red eléctrica, y nosotros mismos como “prosumidores”. Adicionalmente nuevos esquemas de comercio de electricidad son necesarios. Las datos generados por el constante monitoreo nos permiten rastrear el punto de producción con el punto de consumo imitando así una planta de energía; un planta virtual de energía. Un tema amplio que podemos discutir en otro momento. Solo así podremos asegurar la transición a una sociedad sustentable que permita una mejor calidad de vida para nosotros y para las futuras generaciones.
