Microrredes Hoy
La caída de los precios, los eventos climáticos extremos y la nueva tecnología han hecho que sea este el momento de microrredes solares y de almacenamiento totalmente integradas. La idea de tener un sistema de energía pequeño, localizado y con una distribución limitada no es algo nuevo.
En América Central empieza a hablarse de dos temas importantes, y ahora es el momento perfecto para conocer más acerca de las microrredes:
- A medida que el almacenamiento de baterías se vuelve más barato y más común (Mira nuestro artículo «¿Valen la pena las baterías?») recibimos más preguntas sobre la resistencia. Cuando se corta la electricidad, los clientes quieren asegurarse de estar en una «isla» eléctrica para poder mantener las luces encendidas, autogenerándose y almacenando la electricidad solar que luego pueden consumir. Algunos incluso buscan integrar un generador para estar absolutamente seguros de que tendrán energía.
- A medida que los sistemas de baterías solares plus se vuelven más inteligentes, se hace cada vez más razonable integrar diferentes tipos de generación renovable y a veces térmica (por ejemplo, los generadores diesel) en un enfoque único y altamente optimizado para ahorrar dinero.
Una solución: Microrredes
En este post aprenderás:
· ¿Qué es una microrred?
· ¿Cómo funcionan las microrredes?
· ¿Novedades de las microrredes?
· Las microrredes y la resistencia
· La importancia de las microrredes.
· Casos en los que las microrredes pueden contribuir al ahorro de dinero
· ¿Cuánto cuestan las microrredes?
Una microrred puede ir desde una casa alimentada por paneles solares equipados con almacenamiento de baterías hasta una aplicación compleja de grado industrial con un extenso sistema fotovoltaico en el tejado integrado con un sistema inteligente que permite al fabricante capturar, producir, distribuir y almacenar energía in situ a partir del sistema fotovoltaico. La energía es una fuente de electricidad fiable, rentable y neutra en cuanto al carbono. La ventaja de la microrred es que está diseñada para entrar automáticamente en modo de «aislamiento» en caso de un apagón o un evento meteorológico importante. Para muchos de los primeros en adoptar esta tecnología, ha significado dejar atrás esos costosos y contaminantes generadores diesel. Aprendamos un poco más sobre las microrredes.
¿Qué es una microrred?
Una microrred es una versión comprimida de la gran red eléctrica que alimenta a nuestro país. Las características que distinguen a una microrred son las siguientes:
- Es un sistema de energía controlado localmente
- El sistema puede funcionar conectado a la red o de forma autónoma
Una microrred se compone de fuentes de electricidad agrupadas localmente a partir de generadores distribuidos como baterías y/o recursos renovables como paneles solares. La función única de una microrred es que puede trabajar de forma autónoma. La red eléctrica existe para abastecer nuestra demanda de electricidad, asegurando que ambas estén equilibradas y conectando el suministro eléctrico a la demanda eléctrica con el sistema de transmisión y distribución. En la práctica, una microrred funciona de la misma manera, sólo que para una zona geográfica más pequeña.
¿Cómo funcionan las microrredes?
Para satisfacer la demanda de electricidad de los usuarios, una microrred debe tener una fuente deproducción. Dado que las microrredes son un concepto más antiguo (algunos dicen que el propio Edison diseñó una de las primeras microrredes), la electricidad suministrada a las microrredes ha procedido históricamente de generadores de combustibles fósiles «Behind the meter» – generadores de gas, por ejemplo. Sin embargo, con la caída del costo de la energía solar, sin mencionar los beneficios ambientales de cambiar de la generación de combustibles fósiles a la energía solar, muchas de las microrredes que se están diseñando hoy en día suministran electricidad con una combinación de energía solar más almacenamiento de baterías.
Las microrredes son capaces de aislarse eléctricamente de la red en caso de una interrupción. Cuando la red se cae por cualquier motivo, desde un evento climático severo hasta un poste telefónico derribado, es necesario desconectarse de la red – o “aislarse» – para poder continuar produciendo y usando electricidad. Como tal, una característica clave de una microrred es su capacidad de seguir funcionando incluso cuando la red más grande se apaga.
Las microrredes que combinan el almacenamiento de energía con sistemas inteligentes están transformando esta vieja herramienta y renovándola para la transición de la energía.
Las microrredes del futuro: Nueva tecnología y nuevas aplicaciones
Dejemos de lado dos mitos que rodean a las microrredes. Primero, una microrred no es necesariamente algo que esté siempre separado de la red eléctrica nacional, algo sólo para hoteles de alto nivel en medio de la selva. Puede ser el caso, por supuesto. Sin embargo, hay variaciones interesantes. Por ejemplo, algunas microrredes funcionan de tal manera que la red eléctrica nacional es sólo otra fuente de energía, como la solar, la eólica o un generador que la computadora puede utilizar para tratar de disminuir el precio de la factura de electricidad. Estas a veces se denominan microrredes conectadas a la red.
El segundo mito es que las microrredes son siempre asuntos de la comunidad. Encontrarás muchos comunicados de prensa y noticias sobre las microrredes comunitarias. Estos son conceptos muy interesantes. Una comunidad se reúne, invirtiendo en uno o más tipos de generación de energía (como la solar) y a menudo en una batería y se liberan de la red eléctrica nacional.
Sin embargo, las microrredes comunitarias son sólo una variación entre muchas otras. También hay microrredes domésticas individuales que consisten en paneles solares, un generador y un sistema de baterías inteligentes como un ecoLinx de Sonnen. Y, entre las microrredes más exitosas están las microrredes de una sola empresa en las que una empresa integra una batería industrial comercial, como una Powerpack de Tesla, con alguna combinación de un generador comercial de diesel, paneles solares, generadores hidroeléctricos, turbinas de viento y la red eléctrica nacional.
¿Qué ofrecen las microrredes? Resistencia energética.
Hospitales
Cuando el huracán María arrasó Puerto Rico en 2017 causando el corte de energía más largo en la historia de los Estados Unidos, mucha de la cobertura de prensa poco después de la tormenta se centró en la necesidad de llevar la electricidad a los hospitales y a los equipos de respuesta a emergencias. Esto resulta ser un caso de uso ideal para una microrred.
El impacto de la pérdida de electricidad varía mucho dependiendo de quién o qué está perdiendo energía. Sin embargo, una pérdida de electricidad en un hospital es, sin lugar a dudas, un escenario que amenaza la vida. Entre una carga eléctrica más alta y una huella geográfica a menudo extendida, tiene sentido crear una red interconectada de paneles solares, generadores y almacenamiento para continuar alimentando este tipo de edificios en caso de un apagón. En una palabra: una microrred.
Residencial
Desde el huracán María, las microrredes residenciales se han hecho muy populares en Puerto Rico y en otros lugares donde los cortes de energía han provocado drásticas interrupciones en el suministro de energía. Incluso para los hogares, una microrred puede ser útil en este escenario. Muchas personas pasan por alto el hecho de que la mayoría de los sistemas fotovoltaicos solares (a menos que se trate específicamente de un sistema fuera de red) dejarán de producir electricidad cuando la red eléctrica se caiga. La razón es simple: un sistema fotovoltaico solar que continúa produciendo energía puede tratar de poner el exceso de energía en la red eléctrica. Si esta red ya se encuentra en un estado inestable o alguien está trabajando en la reparación de la red, poner electricidad podría empeorar la situación o incluso matar a un trabajador que esté tratando de reparar el sistema. Los sistemas de compañías como Sonnen y Tesla permiten que tu casa se convierta instantáneamente en una red desconectada propia. Añade un pequeño generador de 10-12kw, y puede que seas la única persona que tenga electricidad en el lugar. De hecho, estas soluciones también son muy populares para casas de playa y de montaña de muchas personas en Costa Rica y Honduras. A menudo tienen algo de electricidad, pero no es un sistema fiable.
Instalaciones farmacéuticas, empresas de dispositivos médicos, centros de datos, empresas de consultoría y TI
Las aplicaciones comerciales e industriales de la microrred están madurando a un ritmo acelerado. Para las empresas cuyo trabajo requiere electricidad estable porque la interrupción de la energía es incompatible con sus demandas de producción, un sistema de microrredes elimina el riesgo de cortes de energía. Las instalaciones farmacéuticas y las empresas de dispositivos médicos son ejemplos de empresas que se beneficiarían de un suministro de energía estable. Los centros de datos que sirven a empresas como las de servicios financieros y las compañías de seguros para las que un corte de energía no sólo puede tener enormes costos, sino pérdida de información sensible. Las empresas de consultoría y servicios de TI que sufren un corte de energía tienen efectos reverberantes con el colapso de los sistemas de los clientes, lo que resulta en pérdida o corrupción del código.
Foto por Aduanas y Protección Fronteriza de EE. UU.
La importancia de las microrredes
«Estos eventos climáticos extremos van a seguir empeorando y los ciberataques serán una amenaza cada vez peor, por lo que deberíamos dividir la red central en una combinación de una red central y un montón de microrredes que realmente puedan operar de forma independiente de la macro-red».
–Dr. Jim Freihaut, profesor de ingeniería arquitectónica en el Penn State College of Engineering, está liderando un esfuerzo interdisciplinario para rediseñar la red eléctrica nacional de los Estados Unidos para satisfacer mejor las necesidades energéticas y económicas del futuro.
No siempre tiene que ser un evento climático o una amenaza, cualquier cosa que llegue a iniciar un apagón tendrá efectos fuertes para todos los sectores. El 1 de julio de 2017, los siete países centroamericanos perdieron el acceso a la electricidad durante cinco horas. Dado que seis de los siete países centroamericanos que comparten 1800 kilómetros de una línea de transmisión eléctrica, una sobrecarga en un país, como se vio ese día, puede afectar a otros a lo largo de la línea. No sólo por los fallos a gran escala, las microrredes aseguran que incluso los cortes de energía intermitentes pueden ser cosa del pasado.
Microrredes para ahorrar dinero: ¿dónde pueden ser útiles?
Cuando se trata de ahorrar dinero, las microrredes tienen más sentido para los usuarios comerciales e industriales que para los usuarios residenciales. Es importante mencionar que hay muchas maneras de ahorrar dinero usando el almacenamiento de energía sin desplegar una microrred, así que no vamos a cubrir ninguna estrategia para ahorrar dinero con el almacenamiento de energía que no sea específica de las microrredes.
- Reducción del uso del generador de diesel: Los generadores son una forma increíblemente cara y contaminante de generar electricidad. Los hoteles son particularmente buenos candidatos para las microrredes porque realmente no pueden estar sin energía. Algunos hoteles funcionan completamente con generadores y otros usan sus generadores como respaldo. Una microrred permite al hotel funcionar con energía solar y batería siempre que sea posible y reducir en gran medida su huella de carbono. El generador se despliega como la fuente de energía de último recurso, pero tenerlo asegura que no se necesita una solución solar + almacenamiento que sea lo suficientemente grande para una tormenta de 100 años, una propuesta costosa.
- Equilibrar las diferentes fuentes de generación para elegir la más barata. El sol brilla durante el día y el viento tiende a soplar más por la noche. Las microrredes inteligentes utilizan análisis sofisticados y análisis predictivos para entender cómo se consume energía y cómo las inciertas fuentes de energía renovable generarán energía. Las microrredes conectadas a la red pueden diseñarse para utilizar estas fuentes de energía renovable, la batería y la red para satisfacer necesidades energéticas en cualquier momento a partir de la combinación más barata de fuentes de energía. Estos sistemas despliegan muchas estrategias diferentes y son particularmente eficaces para los consumidores que pagan diferentes precios por la energía en diferentes momentos.
¿Cuánto cuestan las microrredes?
La pregunta del millón. Primero, las buenas noticias. Para los grandes clientes comerciales e industriales, el panorama es bastante positivo. Si ya estás invirtiendo en un sistema de
batería + energía solar para ahorrar dinero y ya tienes un generador de reserva, podrías estar viendo un sistema solo un poco más caro que uno sin capacidad de microrred. En nuestra experiencia, si el proyecto era rentable antes de añadir la microrred, el pequeño costo de actualizar a una microrred tiende a ser esencialmente invisible en la economía total.
Las microrredes residenciales basadas en la energía solar se están volviendo asequibles. Empiezan con unos 55.000 dólares, incluyendo el coste de un generador. Los ahorros que disfrutarás en tu factura de electricidad durante los más de 20 años de vida de esta tecnología pagarán por el sistema. Es un buen negocio.
Una cosa a tener en cuenta es que el tamaño del sistema más pequeño podría no ser suficiente para hacer funcionar toda una casa en la noche. Con una caja de interruptores inteligentes de ADAPT Energy, puedes priorizar cargas importantes y tener una buena experiencia temporal fuera de la red. Si estás construyendo la casa de tus sueños, puedes diseñar tu sistema eléctrico de manera más inteligente, por ejemplo, colocando todas las cargas importantes en un Panel de Energía Protegida.
En resumen
En 1879, el inventor americano de la bombilla, Thomas Edison, creó la primera utilidad moderna y la primera red eléctrica. Situada en la ciudad de Nueva York, esa red era de sólo 1 milla cuadrada. Desde entonces, las redes eléctricas se han ido haciendo cada vez más grandes.
Sin embargo, últimamente se ha presentado una gran evolución. Así como ha habido una creciente tendencia a distribuir la generación a través de paneles solares en los tejados, turbinas eólicas de pequeña escala y micro-generadores hidroeléctricos, también hay un creciente interés en los beneficios e algo más pequeño y más local en cuanto a electricidad. Las microrredes son sólo un paso lógico en una tendencia más amplia. Los beneficios del cambio son claros.
- Las microrredes integrados con baterías pueden reducir o eliminar la contaminación del diesel y reemplazarla con energía solar limpia y renovable capaz de reducir el tonelaje de emisiones de carbono anualmente.
- Los ahorros de un cliente de microrred con alojamiento de energía con baterías crecen a medida que pasa el tiempo y las tarifas de servicios aumentan.
- Las microrredes mejoran la eficiencia y la resistencia utilizando tecnología inteligente.
¿Qué se necesita para realizar el análisis de una microrred?
Empieza con una llamada telefónica al 506-4001-2175 o envíanos un mensaje aqui. Pregunta por las microrredes para uso residencial o comercial. Siempre ayuda tener una copia de su factura de servicios y si por casualidad tienes acceso a los datos de consumo de energía de 15 minutos, eso sería de mucha utilidad.
Aprenda más:
L. E. Zubieta, «Are Microgrids the Future of Energy?: DC Microgrids from Concept to Demonstration to Deployment,» in IEEE Electrification Magazine, vol. 4, no. 2, pp. 37-44, June 2016, doi: 10.1109/MELE.2016.2544238.
F. Yang, X. Feng and Z. Li, «Advanced Microgrid Energy Management System for Future Sustainable and Resilient Power Grid,» in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 55, no. 6, pp. 7251-7260, Nov.-Dec. 2019, doi: 10.1109/TIA.2019.2912133.
“The Rise of Clean Energy Microgrids & Why They Make Sense,” A Microgrid Knowledge White Paper, 2019
10 Puerto Rican Schools Receive Resilient Microgrids
How Have Puerto Rico’s New Microgrids Performed During its Massive Power Outage?