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17 febrero 2015

Las microrredes como herramienta de gestión energética

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Prevenir el cambio climático es posible si actuamos ahora y adoptamos políticas que reduzcan el uso de energía a través del aprovechamiento del potencial de la eficiencia energética que ofrecen los recursos renovables. Sin embargo, no hay muchas probabilidades de que este objetivo se logre si nuestra única medida del éxito es la reducción de las emisiones. El cambio climático es, fundamentalmente, una cuestión de desarrollo y no un problema de contaminación. Como postula la ‘Renewable Revolution: Low-Carbon Energy by 2030’ (Worldwatch Institute, 2009), lo que realmente se necesita a día de hoy es una transformación del sistema energético global. El cambio de tendencia hacia un sistema energético sostenible basado en la eficiencia y las energías renovables requerirá, así, la sustitución de un sistema energético complejo y fuertemente implantado por otro basado en conceptos como las microrredes.

Las microrredes son sistemas que integran la generación de electricidad y el almacenamiento energético y que son capaces de reducir las pérdidas de transmisión y mejorar la eficiencia de utilización de electricidad y el calor. Normalmente están conectadas a una red centralizada convencional. Este único punto de conexión se puede desconectar, permitiendo que funcione de forma autónoma. Además, el sistema de gestión y generación inteligente permite reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. De esta forma, las microrredes implantadas en grandes consumidores de electricidad, que incluirán sistemas avanzados para el almacenamiento y la gestión de la electricidad, van a contribuir a resolver este problema ambiental.

En esa línea, algunos de los principales beneficios medioambientales que se obtendrán con la utilización mayoritaria de microrredes en entornos de consumo eléctrico medio-alto serán los siguientes:

  • Incentivar el uso de las energías renovables, reduciendo las emisiones de CO2.
  • Reducir picos de consumo de potencia y proporcionar servicios auxiliares, incrementando la fiabilidad de las redes, y reduciendo la necesidad de generación de capacidad de reserva en el sistema eléctrico.
  • Reducir el consumo eléctrico debido al establecimiento de cargas gestionables, reduciendo emisiones de CO2.
  •  Reducir el uso de terreno.
  • Reducir las pérdidas por transmisión y distribución de electricidad.

El uso de transporte eléctrico es especialmente beneficioso cuando la electricidad proviene de orígenes de bajas emisiones de CO2.

Por otro lado, a medida que el despliegue de estos sistemas de redes eléctricas “independientes” vaya realizándose, y sus resultados sean más conocidos y utilizados, se creará una mayor concienciación y entendimiento de la eficiencia energética lo que, a su vez, conllevará:

  • Un incremento de la generación de electricidad a partir de fuentes libres de CO2, como la energía solar fotovoltaica y la eólica. Gracias a las tecnologías de almacenamiento energético, toda la energía renovable generada será consumida incluso en zonas con una alta disponibilidad de energías renovables.
  • Una mayor estabilidad de la red, lo que permitirá aumentar la generación de energía renovable en más de un 40% para el año 2020. Además, el almacenamiento distribuido permitirá reducir la necesidad de la capacidad de generación de reserva.

Las microrredes se plantean como una solución para consumidores comprometidos con el desarrollo sostenible e interesados en que sus fuentes de energía sean eficientes, fiables y seguras. Este tipo de instalaciones se pueden diseñar para adaptarse a las necesidades energéticas específicas de cada cliente y pueden trabajar tanto en modo aislado como conectadas a la red eléctrica. La integración de vehículos eléctricos con puntos de recarga bidireccionales proporciona capacidad de almacenamiento eléctrico adicional, a la vez que se cubren las necesidades de movilidad sostenible de corta y media distancia. La gestión optimizada del almacenamiento eléctrico reduce las incidencias de corta duración y los cortes de suministro. La alta eficiencia de las baterías electroquímicas, que permiten descargas completas sin deteriorar el estado de la batería, es fundamental, con un coste inferior al de otras tecnologías y medioambientalmente favorables, permitiendo minimizar la compra de energía en horas de tarifa máxima y disminuir la potencia contratada. Las nuevas tecnologías de control de las microrredes permitirán a la sociedad una participación activa en su gestión energética, modulando su demanda para minimizar los costes y optimizar los recursos.

Las microrredes energéticas tienen un campo de aplicación muy amplio ya que son un concepto personalizado que se adapta a las necesidades y características de cada usuario o consumidor. Las sociedades con interés por las nuevas tecnologías y el desarrollo sostenible aplicarán pronto estos sistemas, ya que contribuyen a la eficiencia de sus infraestructuras. Además, este nuevo concepto se adapta tanto a ubicaciones aisladas como a entornos urbanos e instalaciones de pequeña y media potencia. Además, al ser una solución que permite cubrir de forma sostenible las necesidades energéticas y de transporte con un servicio garantizado y disminuyendo los costes operativos, es un concepto que se puede implantar no sólo en fábricas y centros comerciales u operativos, sino también en complejos hoteleros, instalaciones agrícolas, minería, canteras…

Comienza a haber proyectos en España que pretenden demostrar la idoneidad y eficiencia de estas soluciones de generación y distribución eléctrica en entornos de pequeñas microrredes. Uno de ellos es el llamado Factory Microgrid, , que va a permitir demostrar la viabilidad de este concepto en la industria, añadiendo la integración de la gestión de una flota de vehículos eléctricos creando una microrred con los siguientes componentes:

  • Aerogenerador de120 kW y 40 kW de solar fotovoltaica en cubierta.
  • Baterías de flujo ZnBr, para almacenar hasta 500 kWh de electricidad.
  • 6 puntos bidireccionales de recarga (vehicle to grid, V2G) para ser usados por una flota de 6 vehículos: 3 coches, 2 furgonetas y 1 microbús.
  • Una estación de recarga rápida para vehículos eléctricos de 50 kW.

Esta microrred permitirá ensayar y validar diferentes estrategias de gestión en función de la aplicación, generar 160.000 kWh/año libres de gases de efecto invernadero, además de evitar la emisión de 96 Tm de CO2 gracias a la gestión de cargas despachables y a la utilización de vehículos eléctricos. La gestión inteligente permitirá la optimización del consumo de energía renovable tanto en transporte como en el trabajo diario de la fábrica, reducir el consumo de energía pico y las pérdidas energéticas por trasmisión y distribución, además de proveer al usuario de un sistema eléctrico consistente que no requiera sistemas auxiliares dependientes de energías fósiles.

Joaquín José Chacón Guadalix

Albufera Energy Storage

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