Redes inteligentes: la clave para la eficiencia energética

Uno de los retos más difíciles al que nos enfrentamos, es que los métodos vigentes de producción de energía no son sostenibles ni por razones medioambientales ni de recursos. El desarrollo de nuestra futura infraestructura energética debe reflejar esta idea. La demanda de energía aumenta rápidamente y la de electricidad aún más. Por tanto, la electrificación inteligente y el uso racional y económico de la electricidad son factores de gran importancia que permitirán dar respuestas al desafío energético ineludible en el que nos encontramos inmersos.

[Carmen García Gonzalo - INTA]

Uno de los retos más difíciles al que nos enfrentamos, es que los métodos vigentes de producción de energía no son sostenibles ni por razones medioambientales ni de recursos. El desarrollo de nuestra futura infraestructura energética debe reflejar esta idea. La demanda de energía aumenta rápidamente y la de electricidad aún más. Por tanto, la gestión inteligente y el uso racional y económico de la electricidad son factores de gran importancia que permitirán dar respuestas al desafío energético ineludible en el que nos encontramos inmersos.

La electricidad es la forma de energía más versátil y controlable y la que permite una distribución más simple y eficiente. Así, la cadena de la energía eléctrica, desde la generación hasta su consumo final, es un sistema vital que presenta oportunidades de lograr la eficiencia en todos sus aspectos. Pero la energía eléctrica que utilizamos está sujeta a distintos procesos de generación, transformación, transmisión y distribución, ya que no es lo mismo generar electricidad mediante combustibles fósiles que con energía solar o nuclear. Tampoco es lo mismo transmitir la electricidad generada por pequeños sistemas eólicos y/o fotovoltaicos que la producida en las grandes hidroeléctricas, que debe ser llevada a cientos de kilómetros de distancia y a muy altos voltajes.

La configuración actual de las redes eléctricas no ha cambiado prácticamente desde hace más de 100 años. Presentando desventajas por su baja eficiencia energética con el consiguiente impacto ambiental que supone la producción de la electricidad si esta proviene de combustibles fósiles. Este esquema proporciona grandes cantidades de energía a los usuarios finales en todo momento, tanto si lo necesitan como si no. Además, se trata de una relación unidireccional: los consumidores son receptores pasivos y no pueden participar como posibles productores domésticos.

Si consideramos la generación centralizada de electricidad a gran escala, a partir de la utilización de combustibles fósiles y nucleares, hay que tener en cuenta, que de la energía teórica presente en el combustible, se pierden dos tercios cuando se genera y otro 9% en el proceso de la transmisión/distribución, por lo que aproximadamente solo un 30% de la energía primaria consumida para la generación de electricidad se encuentra disponible como electricidad en el punto de uso. Existen tecnologías que pueden desarrollarse para mejorar la eficiencia de la generación térmica en, por lo menos, un 10%, y, al mismo tiempo, para reducir considerablemente las emisiones de las plantas de generación que utilizan combustible fósil (por lo general, con captura y almacenamiento de carbono a gran escala). La generación centralizada de alto rendimiento, incluidas las plantas de energía que emplean recursos renovables, coexistirá con la generación descentralizada de menor capacidad en una gran cantidad de instalaciones.

La generación renovable debe desarrollarse al máximo dado que produce pocos gases de efecto invernadero netos. A continuación, se muestran las tres situaciones posibles relacionadas con las emisiones de CO2 vinculadas a la electricidad:

1) No hacer nada (“negocios, como de costumbre”), lo que conlleva un calentamiento del clima inaceptable.

2) Utilizar las tecnologías actuales implica generar productos y vehículos más eficientes y ampliar los tipos actuales de generación de energía renovable; también implica un incremento más reducido de las emisiones pero sigue siendo inaceptable.

3) Emplear las tecnologías que se están planeando, pero que no están completamente listas aún. Esta situación abarca innovaciones como las “redes inteligentes”, captura de carbono y sistemas de producción integrados para lograr eficiencia, lo que permite disminuir las emisiones que limitarán de forma suficiente el cambio climático.

En la siguiente figura 1, se reflejan estos efectos, en cuanto al nivel de emisiones de CO2 en función de las alternativas tecnológicas seleccionadas.

Fig.1:Esquema de los efectos de la utilización de diferentes niveles tecnológicos. Fuente IEC

A nivel europeo, cabe recordar, que el Consejo europeo en marzo de 2007 estableció el denominado “objetivo 20-20-20” según el cual para el año 2020 el conjunto de los Estados Miembros debe haber alcanzado un 20% de reducción de emisión de gases de efecto invernadero respecto a los niveles de 1990, un 20% de aumento en la eficiencia energética y un 20% de presencia de energías renovables en el mix de energía primaria.

En este contexto, es vital avanzar en los proyectos de investigación y desarrollo que versen sobre las tecnologías emergentes que se necesitan para lograr mayor eficiencia energética eléctrica y  menores emisiones. Necesitamos, cada vez más una red inteligente que pueda recibir energía de todas las calidades y de todas las fuentes – tanto centralizadas como distribuidas – y transmitir suministros fiables, bajo demanda, a consumidores de todo tipo. En otras palabras, se busca una red inteligente y que transforme las redes existentes en una red bidireccional donde energía e información fluyen en ambas direcciones entre generación y consumidor.

Por tanto, un área clave donde resulta posible la reducción de una gran parte de las emisiones de gases de efecto invernadero y un aumento posible de la eficiencia es la que contempla las llamadas redes inteligentes o Smart Grids (mencionadas antes), que van a jugar un papel clave para el logro de los objetivos establecidos.

Podemos definir una Smart Grid, como una red que integra de manera inteligente las acciones de los usuarios que se encuentran conectados a ella – proveedores de energía eléctrica, consumidores y agentes que desempeñen ambos papeles- con el fin de conseguir un suministro eléctrico eficiente, seguro y sostenible.

Las redes inteligentes constituirán el armazón del futuro sistema energético sostenible, permitiendo la integración de grandes cantidades de energía renovable producida en tierra y en mar y de vehículos eléctricos, manteniendo al mismo tiempo la capacidad de producción de energía convencional y la adecuación del sistema energético, mejorando la fiabilidad y calidad de suministro, así como, garantizando la seguridad del mismo.

Esta reforma reducirá la factura de la luz, recortará el consumo y dará a los usuarios más información sobre el tipo de energía que usa, e incluso permitirá a los consumidores producir su propia energía y venderla a las compañías distribuidoras. Muchas tecnologías auxiliares se beneficiarán de este gran impulso tecnológico. Entre otras compañías mencionamos las desarrolladoras de software y hardware. El interés del sector tecnológico por este plan está en que existen grandes similitudes entre la actualización de la red de energía y la revolución de las comunicaciones e internet.

 En la siguiente Figura 2, se muestra el esquema general de un Smart Grid.

Fig.2. Esquema general de un Smart Grid. Fuente: Siemens

 Referencias bibliográficas.

-  Smart electrification- The key to energy efficiency. Coping with the Energy Challenge. The IEC’s role from 2010 to 2030.

-  Smart Grids: form innovation to deployment. European Commission

-  La batalla de las redes. Greenpeace

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Comentarios

[...] Uno de los retos más difíciles al que nos enfrentamos, es que los métodos vigentes de producción de energía no son sostenibles ni por razones medioambientales ni de recursos. El desarrollo de nuestra futura infraestructura energética debe reflejar esta idea. La demanda de energía aumenta rápidamente y la de electricidad aún más. Por tanto, la electrificación inteligente y el uso racional y económico de la electricidad son factores de gran importancia que permitirán dar respuestas al desafío energético ineludible en el que nos encontramos inmersos. Compromiso social por la ciencia Master Site Feed Posts [...]

Yo creo que el problema mayor que tenemos para usar renovables es el almacenamiento de la energía. Sólo con “smart grids” podemos movilizar los pequeños “depósitos de energía” que hay distribuidos por los hogares y fábricas y lograr que se utilicen. Pero para ello necesitamos estímulos financieros, que la energía sea más barata cuando hay más disponibilidad. Que traiga cuenta calentar el agua por la noche o enfriar la nevera por la mañana.
Sim embargo para empezar se quitó el único estímulo que había: la tarifa nocturna !

Otra vez a vueltas con las redes “inteligentes” (?).

La gente cree que con poner un microprocesador ya lo tiene todo resuelto.

Una casa normal no es un fabrica en la que hemos tenido que optimizar debido a la influencia de la factura de la energía en los costes.

Y volvemos con el “contador inteligente”. La mejor solución es el viejo contador ferraris, que no falla, y la facturación ESTADISTICA, es decir, el cliente se pone de acuerdo con la empresa eléctrica comercilizadora sobre como se le va a facturar. Por ejemplo en España tenemos dos meses de paga doble (las “extras del 18 de Julio y la de Navidad, claramente franquistas, pero a ver quién es el j…s que las quita). ES factible que el recibo lo dividamos en 12 veces, de las cuales dos son por un importe mayor, coincidiendo éstas con las extras. Al cabo de un año se hace balance y el cliente recibe una devolución de la eléctrica o recibe un recibo complementario.

Y ahorramos el coste del lector, que se hace una vez al año.

Ahora quieren hacer una cosa que ya desarrollamos hace veinte años: el alta automática, con la automatización del ICP. Cosas veredes. Y eso lo hacíamos por medio de las emisoras FM (RDS) al firmar el contrato. Lo malo es cuando s emeten los marketineros con grandes sueños. Y a gastar un montón de millones en una cosa que no valía para nada. Y encima para regalarselo a los gabachos. Ya seguiré otro día

Crear un nuevo sistema de tecnología más adecuado para el aprovechamiento de la energía renovable es fundamental para el aprovechamiento de este tipo de fuerzas.

La energía renovable es una energía muy disipada, para poder almacenarla tendremos primeramente que concentrarla.

La Naturaleza está rebosante de energía; pero de energía que aunque en grandes cantidades y de manera ilimitada, por su carácter renovable, se manifiesta de ordinario con pequeña intensidad, esto es, campos de energía que contienen gran cantidad de masa energética, pero de pequeña diferencia de potencial entre ellos, esto es lo que encarece la obtención de energía de estas `fuentes`, poniéndolas en inferioridad de condiciones respecto a las fuentes de energía contaminantes, a la hora de entrar en valoraciones económicas, y si somos realistas, debemos de entender , que lo que mueve al Mundo no es la energía sino la economía.

[...] Energía y Sostenibilidad – (Redes inteligentes: http://t.co/Lxlc3wuw7G)  [...]

Saludos a Todos, con mucho respeto corregimos la opinión de algunos que piensan que la energía generada por fuentes limpias como solares e eólicas, etc… sólo pueden ser distribuidas en pequeñas cantidades, enfocando problemas de almacenamiento un poco erróneos. Les dejamos un enlace madre al respecto: http://www.smartgridcostarica.com/2013/02/11/un-tabu-muere-expertos-europeos-prueban-que-si-se-puede-depender-de-la-energia-solar/

[...] Dufour. (2011, mayo) madrimasd. [Online]. http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2011/05/30/131208 Compártelo:TwitterFacebookGoogleMe gusta:Me gusta [...]

[...] de la oferta producida y la demanda de la red, lo que facilita más que nunca la generación de redes energéticas inteligentes que logren un autoabastecimiento eléctrico parcial de viviendas y comunidades, que en conjunción [...]

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