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Conceptos básicos de generación distribuida y redes inteligentes

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La generación distribuida y las redes inteligentes darán lugar a un nuevo sistema eléctrico. En España y en el mundo. Un sistema en el que cualquier consumidor podrá generar su propia energía, convirtiéndose por lo tanto en un productor–consumidor (prosumidor), con las ventajas que esto tiene con respecto a la disminución de pérdidas y a la menor necesidad de realizar inversiones en las redes.
Conceptos básicos de generación distribuida y redes inteligentes

Con las tecnologías disponibles hoy en día para la producción de energías renovables y su almacenamiento, la alternativa más realista parece ser la de potenciar la electricidad como vector energético y con ésta, salvar las décadas que nos separan de otra revolución energética que será la fusión nuclear. Para conseguirlo es necesario modernizar la red de transporte de energía eléctrica para convertirla en algo conceptualmente nuevo.

Esta modernización de la red eléctrica se ha venido a bautizar como Smart Grid (Red Eléctrica Inteligente). El nuevo concepto se va a aprovechar del gran desarrollo que ha tenido lugar en los últimos años con las telecomunicaciones, siendo hoy posible construir una red común para la energía y las telecomunicaciones (las TIC). Por lo tanto las redes inteligentes van a suponer un cambio radical en el modo en el que la energía y la información se genere, se distribuya y se consuma, incorporando sistemas de lectura y medida a distancia, para saber los hábitos de los consumidores e intentar que poco a poco el consumidor se involucre en la gestión de su propio consumo de energía, con el fin de mejorar su rendimiento y, así, en conjunto, poder optimizar el sistema eléctrico.

Del consumidor al prosumidor
Hasta hace muy poco tiempo la mayor parte de la energía eléctrica consumida era generada por grandes instalaciones de producción de una forma totalmente centralizada, que luego era transportada a grandes distancias hasta los consumidores. Lo que implica la existencia de una gran infraestructura eléctrica para realizar esa función de transporte desde la generación hasta el consumo.

Actualmente, y poco a poco, la instalación de pequeñas fuentes de generación eléctrica, cerca de los consumidores, hace que se esté dando una nueva forma de generación, que bajo el nombre de generación distribuida, va a dar lugar a un mejor aprovechamiento de la producción de energía eléctrica. Esto está dando lugar a un nuevo funcionamiento del sistema eléctrico. Un sistema que fue creado para un funcionamiento desde aguas arriba, con una generación muy alejada de los puntos de consumo, y unos consumidores pasivos, con lo que esto conlleva en cuanto a pérdidas de energía.

Ahora se va a ir sustituyendo por un sistema en el que cualquier consumidor podrá generar a su vez energía, convirtiéndose en un prosumidor, generando electricidad y consumiéndola a su vez, con la minimización del impacto de las instalaciones eléctricas en su entorno que ello implica. Por lo tanto, esta implantación progresiva de fuentes de generación de pequeño y mediano tamaño, complementario con el sistema utilizado hasta ahora, dará lugar a un nuevo paradigma de generación distribuida, en el que la eficiencia eléctrica sea la nota dominante. Con todos estos conceptos se busca por lo tanto una nueva regulación del suministro de la electricidad producida en el interior de la red de los consumidores, para su propio consumo, que incentive el autoconsumo.

Tradicionalmente, el concepto de autoconsumo o consumo propio de energía eléctrica (consumo por la misma persona física o jurídica que genera la energía) se ha venido aplicando en instalaciones de cogeneración, dentro del régimen especial de producción de energía eléctrica.

Actualmente, otras tecnologías diferentes de la cogeneración podrían estar en condiciones de suministrar energía eléctrica para autoconsumo de una manera competitiva, según el recurso disponible y coste de instalación. La tecnología con más posibilidades de liderar esta expansión, como generación distribuida, debido sobre todo a su carácter modular y a su cada vez más bajo precio de instalación, es la energía solar fotovoltaica (FV) conectada a la red. La energía FV presenta una naturaleza distribuida que, sumada a la ya citada facilidad de instalación gracias a la modularidad de los sistemas, hace que su aparición en el consumo del usuario final sea muy factible.

Redes inteligentes
Hasta no hace tantos años, las redes de suministro eléctrico se proyectaban y construían bajo el concepto de redes que vehiculaban la energía desde una generación de producción totalmente centralizada, y transportada a grandes distancias hasta los consumidores, a través de redes de alta, media y baja tensión, siendo transformada su tensión e intensidad en subestaciones eléctricas.

Los conceptos de generación distribuida, de telemedida y telegestión, así como la dotación de inteligencia a los trabajos de operación de la red, para una mejor gestión y aprovechamiento, están haciendo cambiar la forma de interaccionar con la red. Y permitir la existencia de una red común para la energía y las telecomunicaciones. Con todos estos sistemas, las compañías eléctricas de distribución, deben obtener una serie de ventajas tales como conocer de forma más exacta el estado de la red, y así poder identificar desde sus departamentos de operación dónde y cómo se producen los cortes de suministro para mejorar su calidad. Podrán también identificar pérdidas y hurtos de energía eléctrica, conociendo por lo tanto los hábitos de los clientes e incorporando cada vez más generación distribuida, con las ventajas para la red que esto supone.

El agotamiento de los recursos energéticos y la contaminación producida por las fuentes fósiles de energía están obligando a las sociedades modernas a un cambio en sus patrones de producción y consumo de energía. El desarrollo tecnológico actual no permite de momento una revolución energética que sustituya al petróleo, carbón y gas natural en un plazo corto de tiempo. Y se estima que la prometedora fusión nuclear no estará operativa a unos costes razonables hasta dentro de medio siglo.

Por lo tanto es necesario fomentar las energías renovables que, en su mayoría, sólo pueden ser explotadas a día de hoy usando como vector energético la red eléctrica. Es necesario, por tanto, modernizarla, crear una “red inteligente”. En ese cambio hay muchas cuestiones implicadas, no sólo tecnológicas. Se trata más bien de explicar un cambio de paradigma en la forma de producir y consumir electricidad, siempre girando en torno a la red eléctrica, más que documentar una tecnología.

Un poco de historia
Para entender el futuro de las redes eléctricas es necesario conocer su situación actual y un poco de su historia. Si bien cada país ha seguido su propio camino, el caso español ilustra perfectamente cómo hemos llegado hasta donde nos encontramos hoy en día, exponiendo brevemente el funcionamiento actual de una red eléctrica convencional, totalmente condicionada por la necesidad de ajustar oferta con demanda debida a la escasa capacidad de almacenamiento actual, así como por las diferentes características tanto físicas como de costes de las centrales de producción.

Las redes inteligentes promoverán la integración de las energías renovables, de variable y dispersa producción, y la penetración del coche eléctrico, auténtico reto para la capacidad de las redes actuales. Temas, ambos, que justifican esta necesidad. Partiendo de diferentes enfoques (europeo y norteamericano) se condensan las funcionalidades que las redes eléctricas aportarán, como complemento a la solución ya citada de integrar energías renovables y apoyar/soportar la llegada masiva del coche eléctrico. La comparación de las redes tradicionales con las inteligentes, permite fijar de forma clara el concepto de Smart Grid y ver el impacto de las redes sobre los agentes implicados (consumidores, operadores, generadores, etc) y las aplicaciones que puedan implementarse.

La integración de las redes nacionales en redes transnacionales, la apertura de las redes al mercado, la importancia en aspectos de seguridad del suministro e, incluso, la competencia tecnológica entre regiones son hechos que no pueden quedar al margen de los gobiernos. Para poder elucubrar sobre el futuro de las Smart Grids, es muy interesante la aportación realizada por la asociación de fabricantes Euroelectric y que puede consultarse de forma detallada en su web (www.eurelectric.org), en la que se describe con 10 pasos cómo llegar a las redes eléctricas inteligentes.

Las redes inteligentes por tanto no son una “tecnología”, sino un cambio en la forma de gestionar la energía eléctrica que implica el uso de tecnologías terceras, sobre todo de información. Es muy importante la relevancia del cambio, y comprender que a pesar de que las tecnologías necesarias (salvo almacenamiento de energía) no son especialmente punteras, la magnitud del cambio es tal que exige un enfoque desde puntos de vista legales, sociales, económicos y tecnológicos de gran complejidad.

Finalmente decir, que deberemos tener en cuenta que la aparición de las Smart Grids, no será un proceso rápido, ya que si recordamos que la red eléctrica tiene un periodo de amortización de 40 años, los cambios serán paulatinos, lentos y seguros, y no serán perceptibles de una forma significativa. Por lo tanto, paciencia.

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