El camino de la electricidad desde la planta de energía hasta la salida pasa por un sistema eléctrico cada vez más complejo y transformado, donde la seguridad del suministro debe garantizarse en medio de un número cada vez mayor de desafíos. Este desafío se ejemplifica, por ejemplo, con la aparición masiva de sistemas solares residenciales, que reinterpretan el “flujo unidireccional de la planta de energía al consumidor”, donde como resultado un hogar puede transformarse de un consumidor a un productor alimentado por red en cuestión de momentos.
disponibilidad crítica
Mientras tanto, la disponibilidad confiable de electricidad se ha vuelto de importancia crítica, y este será cada vez más el caso en el futuro gracias a la transición hacia la descarbonización. El mundo necesita cada vez más energía eléctrica limpia, ya que la demanda mundial de energía aumenta constantemente y la participación de la electricidad en esta también va en aumento. Por ejemplo, en lugar de calderas de gas, cada vez más personas utilizan bombas de calor para calentar sus viviendas, cuya importancia y consumo también están aumentando debido a la creciente demanda de refrigeración y calefacción, pero la expansión de los vehículos eléctricos y los cargadores electrónicos también tiene un efecto similar. efecto.
Esta tendencia está impulsada no solo por consideraciones de protección climática, sino también por preocupaciones sobre la dependencia de las importaciones y el precio de la energía fósil, por lo que mientras la capacidad de las plantas de energía convencionales está estancada o se reduce, las plantas de energía solar más baratas para operar se están expandiendo exponencialmente.
Por otro lado, la economía no tolera —al igual que los consumidores residenciales— que su suministro de energía dependa de los caprichos del clima. Sin embargo, el desarrollo de diversas tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica aún no les permite ofrecer por sí solas una solución completa al problema.
Por lo tanto, a medida que aumenta la proporción de centrales eléctricas dependientes del clima, el Operador del Sistema Eléctrico (TSO) necesita más y más capacidad excedentaria para proporcionar control de equilibrio. Esto incluye a los actores del mercado de energía que están especialmente contratados para proporcionar al sistema una reserva de energía positiva o negativa si es necesario. Si, por ejemplo, la producción solar cae debido a una cubierta de nubes inesperada, debe restablecer el equilibrio del sistema ajustando su producción o controlar la interrupción momentánea de alguna otra fuente independiente del clima.
Aunque las plantas de energía solar y eólica reemplazan cada vez más a estas últimas, la capacidad de reserva todavía la ofrecen principalmente las centrales eléctricas convencionales, incluidas las centrales eléctricas que funcionan principalmente con gas natural. Sin embargo, esto nos ha devuelto a la raíz del problema, ya que se han vuelto muy caros de mantener, y desde el punto de vista de la seguridad del suministro, tampoco parecen ser la solución óptima, y mucho menos la protección del clima.
¿Qué significa esto para los usuarios?
Con la rápida expansión de la capacidad de las plantas de energía solar doméstica, el sistema eléctrico diseñado de acuerdo con los principios tradicionales difícilmente puede mantenerse al día, lo que ya tiene muchos efectos negativos que se sienten básicamente en todos los consumidores domésticos de electricidad.
Por un lado, las capacidades regulatorias antes mencionadas ahora son claramente escasas en comparación con la gran capacidad de la fotovoltaica y, por otro lado, las regulaciones presupuestarias locales están siendo resueltas actualmente por costosas plantas de energía basadas en energía fósil, cuya carga finalmente se soporta. por todos los consumidores domésticos de electricidad.
La condición de la red también juega un papel en el desarrollo de los problemas de conectividad de la red de la planta de energía solar. La razón para introducir el cierre temporal de alimentación de red anunciado para la instalación de HMKE (centrales eléctricas domésticas a pequeña escala) luego de los pedidos realizados después del 31 de octubre de 2022 es que, debido a la condición técnica de la red de distribución, no puede manejar las unidades generadoras recién instaladas. . Por este motivo, en algunos lugares también se corta la alimentación a red de los sistemas solares preinstalados, lo que afecta negativamente al retorno de la inversión.
Este factor también es un problema para los grandes colectores solares tie-in, junto con el hecho de que su alta demanda de potencia equilibrada genera problemas, por lo que también se suspende su licencia de conexión.
Por el lado del consumo, a todo ello se suman los efectos de la expansión de las bombas de calor, los coches eléctricos y los cargadores electrónicos domésticos. Esto eleva el consumo de electricidad de una casa a varias veces su nivel anterior, y la demanda adicional a menudo ocurre al mismo tiempo, además, generalmente durante el período pico de la noche, cuando los paneles solares dejan de producir. El gran aumento resultante en la carga pone a los operadores de red en una posición difícil y se espera que esta tendencia continúe en los próximos años.
Evidentemente, los problemas que se dan en varios niveles deben ser tratados simultáneamente, pero al mismo tiempo, como muchas otras estructuras heredadas del siglo XX, también se aplica al sistema eléctrico que no fue diseñado para ello, y al nivel. Desde el desarrollo que representa está desactualizado. Como resultado, la filosofía que solo trata de responder a los desafíos con una costosa expansión del sistema ya no se puede sostener.
¿Cual es la solucion?
Es cierto que bajo las condiciones cambiantes se debe inventar algo nuevo que responda a los desafíos aplicando un enfoque completamente diferente a los anteriores.
La solución la proporciona únicamente la revolución digital, que está provocando cambios arrolladores también en otras áreas de la vida, y que es una de las mayores tendencias globales de nuestro tiempo, subvirtiendo radicalmente las condiciones anteriores. Por increíble que parezca que el alunizaje y otros hitos similares en la historia humana se lograron con poca exageración en comparación con la actualidad con hachas digitales y hachas de piedra, mirando hacia atrás desde el futuro, sería evidente que este cambio sin precedentes en el suministro de energía constituye La base de nuestra economía y sociedad estará impulsada por la digitalización durante el período de mayores disrupciones que naturalmente acompañan a los cambios de paradigma, elevando todo el sistema energético a un nuevo nivel.
Así como la digitalización ha cambiado por completo el flujo de información entre individuos, también está cambiando el sistema de distribución de energía.
De hecho, mientras que la primera fase de la transición energética se refería a la entrada de unidades de generación de energía renovable en el sistema eléctrico, el enfoque en lo que sigue se desplazará en parte hacia la modernización de la distribución de energía, que es inevitable a través de la rápida transformación de la estructura productiva. .
Como resultado, constante, constante «tonto« la red son datos («Dependiente de los datos«), convertirse en una red flexible e inteligente. Podrá hacer frente al impacto de las centrales eléctricas grandes y pequeñas dependientes del clima y los equipos de consumo que modifican significativamente las condiciones de oferta y demanda, al tiempo que mejora la seguridad del suministro.
¿Qué significa hacer que las redes sean «más inteligentes»?
En primer lugar, la tarea principal de la red inteligente será la misma que la de la red tradicional: mantener el equilibrio entre la oferta y la demanda, porque el objetivo principal sigue siendo asegurar la provisión de los usuarios. Debe y puede realizar esta función de manera confiable, incluidos muchos más dispositivos de producción y consumo que antes, grandes fluctuaciones en la producción y la demanda, e incluso cambios rápidos en las direcciones del flujo. Las tecnologías digitales que lo hacen posible ya están disponibles y pueden convertir automáticamente una aparente desventaja en una ventaja al explotar el potencial latente de los nuevos dispositivos en red, en gran medida sin intervención humana.
El carácter data o data-driven de la red inteligente hace que la base y requisito previo para su funcionamiento sea la recogida de datos de un número cada vez mayor de equipos de producción y consumo con sensores e Internet de las Cosas, que proporciona información en tiempo real sobre su producción y uso. Luego se puede crear una imagen precisa que muestre todo el sistema en contexto a partir de la enorme cantidad de datos que se procesan constantemente con la ayuda, por ejemplo, de la inteligencia artificial. En base a esto, el operador de la red puede decidir dónde y en qué puntos conviene intervenir para mantener el equilibrio del sistema, lo que implica ajustar el consumo y la producción de los consumidores y productores (así como los almacenes) contratados para tal fin. a cambio de descuentos y tarifas.
El hecho de que esta no sea la música del futuro lejano es indicativo del hecho de que el distribuidor (DSO) y TSO ya utilizan este procedimiento en la actualidad.
En términos generales, así es como funciona la regulación inferior y superior por parte del controlador del sistema, es decir, la interconexión costosa y el uso de capacidades de reserva que proporcionan una regulación equivalente, pero esencialmente la institución de la electricidad controlada («nocturna») también basada en este principio básico. Así como hoy, por compensación monetaria, aceptando un nivel mínimo de confort, dejamos que el proveedor del servicio decida cuándo abastecer la demanda de electricidad de la caldera eléctrica y calefacción eléctrica, pronto podremos actuar de manera similar con nuestros otros equipos nuevos que producen y consumen energía, si decidimos hacerlo.
La gama de dispositivos que se pueden incluir será cada vez más amplia, y los dispositivos de generación y almacenamiento de energía que aparecen en cada vez más hogares también pueden ingresar al sistema proporcionando una fuente adicional si es necesario. Entre las condiciones de subvención para una licitación de energía solar, por ejemplo, ya se ha señalado que con respecto a una instalación HMKE, solo las unidades de almacenamiento y los transformadores domésticos aptos para el control remoto por parte de la organización que actúa bajo la autoridad del Código de Electricidad (por ejemplo , el distribuidor) pueden ser facturados y regulados. De manera similar, incluso el potencial latente de los vehículos eléctricos de batería se explotará más adelante (vehicle-to-grid, V2G).
La red inteligente no solo administra las capacidades de servicio de todo el sistema para los usuarios que contribuyen individualmente, sino que también crea muchas microrredes, donde los nuevos actores del mercado llamados agregadores administran y coordinan muchos equipos de producción y consumo individuales diferentes con la ayuda de la digitalización. De esta forma, también facilita el trabajo del distribuidor, ya que el hardware se gestiona en un único paquete y proporciona un servicio flexible para los distribuidores, pero también para el administrador del sistema. De esta manera, pueden proporcionar la misma capacidad regulatoria del orden de muchos megavatios, de la misma manera que las centrales eléctricas de gas funcionan hoy en día, solo que de una manera que es mucho más eficiente energéticamente, rentable y respetuosa con el medio ambiente, con el país depende de las importaciones Los usuarios notan algo de eso.
¿Por qué es bueno para los usuarios?
Con el advenimiento de las redes inteligentes, el desarrollo del sistema eléctrico está avanzando hacia elevar la distribución de energía a un nivel superior. Por supuesto, esto requiere nuevas inversiones, cuyo costo deberá ser pagado en gran parte por los usuarios, pero estos desarrollos no tienen alternativa hoy.
¿Y por qué todo esto es útil para los usuarios? Porque al hacer la red más inteligente, los usuarios pueden beneficiarse de un servicio de red estable y asequible con un alto nivel de seguridad en el suministro, que las redes tradicionales serían menos capaces de proporcionar.
En la práctica, esto también significa, por ejemplo, que podemos operar nuestro futuro sistema solar de la manera más económica, incluso con equipos de almacenamiento de electricidad, de modo que nuestro sistema reciba solo un mínimo de la costosa red de suministro de energía, pero puede autorregularse si necesario para mantener la estabilidad de la red. El desarrollo de las redes inteligentes no solo interesa a los propietarios de plantas de energía solar doméstica, bombas de calor y coches eléctricos, que todavía son inaccesibles para muchos, sino que nos interesa a todos nosotros. Esto puede asegurar que en el futuro se siga dando por sentado que hay electricidad en el enchufe, y que podamos pasar las vacaciones en (suministro) seguros, según la tradición, junto a las cálidas luces del árbol de Navidad.
El autor es Jefe de Infraestructura Inteligente en Siemens Zrt.
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