Presentación del proyecto. Gestión del consumo de energía y la reducción de pérdidas. Reunión de lanzamiento del Proyecto FIMAC 25 de enero de 2018, San Cristóbal de La Laguna

Red eléctrica estándar con componentes de energía renovable.

Problemas de redes eléctricas estándar. El consumo es inestable con el tiempo. La carga en la red eléctrica varía significativamente tanto durante el día como durante el año. Esto crea problemas para las compañías generadoras de electricidad y, como resultado, conduce a pérdidas adicionales de energía. Además, la capacidad de los generadores de energía eléctrica se usa solo parcialmente, lo que no es económicamente rentable. La última vez, la proporción de fuentes de energía renovables crece constantemente. Esto conduce a fluctuaciones adicionales en la carga en la red eléctrica. Por ejemplo, con radiación solar intensiva durante el día, la carga en la red eléctrica disminuye significativamente. Mientras más biodher desarrolle estaciones de energía solar individuales, más fuerte será la caída de la carga durante el día. Esta situación conduce a pérdidas de energía adicionales.

(Información del sitio http://www.ree.es) El calendario real de producción y consumo de electricidad en la isla de Tenerife el 21 de enero de 2018. (Información del sitio http://www.ree.es)

LA RED DE ENERGIA INTELIGENTE SMART GRID

Ventajas de redes eléctricas inteligentes. La principal diferencia de las redes eléctricas inteligentes es la disponibilidad en su composición de varios dispositivos de almacenamiento de energía (están marcados en círculos rojos para los circuitos) y sistemas especiales de control para todos los elementos de la red eléctrica. Al mismo tiempo, todos los dispositivos y controles de control para los consumidores de electricidad tienen una conexión a Internet, lo que garantiza el control de los mismos en tiempo real. El uso de redes eléctricas inteligentes puede reducir significativamente la pérdida de energía eléctrica y optimizar el funcionamiento de todos los generadores de energía. Esto es especialmente importante para la administración de electrodomésticos. En promedio, un hogar consume de 3 a 5 kWh de electricidad por día. Idealmente, cada casa y cada gran consumidor debería tener su propia batería de energía eléctrica. En este caso, sería posible organizar una red eléctrica inteligente ideal. Desafortunadamente, las baterías eléctricas todavía son bastante costosas. Esto no es económicamente rentable todavía. El alcance de esas casas inteligentes hasta limitadas. El costo específico de la batería es más de 300 euros por 1 kWh de capacidad. Además, las baterías tienen un número limitado de ciclos de descarga y carga. La vida útil de la batería es de varios años.

Principales tecnologías de almacenamiento de energía

Consumidores inteligentes de energía eléctrica. Desafortunadamente, hoy en día no hay suficientes dispositivos eficientes y económicos para almacenar energía eléctrica. En los últimos cinco años, se está trabajando en todo el mundo para desarrollar tales dispositivos. Sin embargo, todas las opciones propuestas para las tecnologías de almacenamiento de energía requieren el uso de materiales muy caros o son muy grandes. Sin embargo, este problema puede resolverse no solo por un gran número de acumuladores, sino también por la distribución en el tiempo de un gran número de consumidores de energía eléctrica. En este caso, puede aplicar el principio de Internet. Los consumidores de energía eléctrica no pueden ser atendidos simultáneamente, sino a la vez (según sea necesario). El ejemplo más simple de un "consumidor inteligente de energía eléctrica" ​​puede servir como una computadora portátil, que está equipada con una batería recargable incorporada. El software más simple asegurará que la computadora se desenchufe de la red durante el período de máxima carga y desconecte la energía de la batería. Y viceversa, incluirá cargar la batería de la red eléctrica durante el período de falla de la carga. Por supuesto, las computadoras portátiles consumen muy poca energía eléctrica y fuera de proporción en la carga total es muy pequeña. Sin embargo, hay muchos dispositivos domésticos e industriales que pueden acumular y almacenar energía. Casi todos los tipos de refrigeradores reciprocantes (refrigeradores domésticos e industriales, acondicionadores de aire), calentadores de agua, etc., pueden ser referidos a estos dispositivos.

Uso de unidades de refrigeración como un dispositivo de almacenamiento de energía. La industria ha producido durante mucho tiempo baterías de almacenamiento en frío, que son un recipiente de plástico con un líquido especial. La composición del líquido se selecciona dependiendo de la temperatura requerida a la que el líquido se congela. El tamaño y la forma del contenedor de plástico puede ser cualquiera. Estos acumuladores de frío se colocan en la cámara de refrigeración y se ubican muy cerca del evaporador de la máquina de refrigeración. El volumen requerido de baterías de almacenamiento en frío no es más del 5-10% del volumen de la cámara de refrigeración. El refrigerador está incluido en la red eléctrica a través de un enchufe con control remoto. El sensor de temperatura remoto se coloca en la cámara del refrigerador.

Gestión del almacenamiento de energía mediante el ejemplo de un refrigerador. Todo el proceso se regula utilizando una tableta que está conectada a Internet y recibe información en tiempo real sobre la carga en la red eléctrica. En el caso de que en la carga máxima de la red, la tableta envíe al zócalo con control remoto una prohibición de conectar al consumidor a la red eléctrica. En el caso de la falla de la carga (exceso de energía) en la red eléctrica, se recibe una señal en la red para conectar al consumidor. El sensor de temperatura remoto controla los parámetros en la cámara de refrigeración. Si existe la necesidad de la activación forzada de la unidad de refrigeración, cancela la prohibición de conectar al consumidor a la red eléctrica. En este caso, el proceso de carga y carga de la batería de almacenamiento en frío se ajusta automáticamente. La automatización del refrigerador está configurada para encender la unidad de refrigeración a una temperatura justo por debajo del punto de congelación del líquido en el acumulador de frío. Por lo tanto, si la unidad de refrigeración está encendida, funcionará hasta que el acumulador de frío esté completamente cargado. El acumulador de frío se descargará por completo, el sensor remoto de temperatura encenderá la unidad de refrigeración a la fuerza.

Eficiencia económica de este proyecto. Como ya se mencionó, las baterías eléctricas ya están en el mercado, pero son bastante caras. Por ejemplo, la batería de la compañía Panasonic, que se considera la mejor del mundo, cuesta $4,500. Su potencia es de solo 4,2 kWh de energía eléctrica. Por lo tanto, el costo de 1 kWh es de aproximadamente $ 1000. Además, en cada ciclo de carga y descarga de una batería de almacenamiento eléctrico, se pierde un 10-15% de energía eléctrica. Las baterías de almacenamiento en frío son mucho más baratas. El costo de un conjunto de baterías de almacenamiento en frío con una capacidad de 1 kWh, incluido el sistema de control, no supera los $ 100. Esto es 10 veces más económico que una batería recargable. Al mismo tiempo, los acumuladores de frío no tienen pérdidas durante la carga y descarga. Hoy en día, se está utilizando una gran cantidad de unidades de refrigeración. Cada refrigerador doméstico consume al menos 0,5 kWh de electricidad por día, y los refrigeradores industriales consumen de 10 a 100 kWh por día.

№ Nombre del proyecto Identificación Este proyecto es muy importante y relevante para la creación de redes eléctricas inteligentes modernas. Los elementos individuales de este proyecto forman parte del programa europeo Horizonte 2020. En los próximos dos años se planifican los siguientes trabajos relacionados con este proyecto. № Nombre del proyecto Identificación 1 Integrated storage systems for residential buildings (IA) LC-EEB-05-2019-20 2 Interoperable and smart homes and grids DT-ICT-10-2018-19 3 Integrated solutions for flexible operation of fossil fuel power plants through power-to-X-to-power and/or energy storage LC-SC3-NZE-4-2019 4 Enabling next-generation of smart energy services valorising energy efficiency and flexibility at demand-side as energy resource LC-SC3-EE-13-2018-2019-2020 5 Development of solutions based on renewable sources that provide flexibility to the energy system LC-SC3-RES-16-2019 6 Combining Renewable Technologies for a Renewable District Heating and/or Cooling System LC-SC3-RES-8-2019

Gracias por su atención. Responsable Técnico General del Proyecto: D. Oleksandr Novykh, y alexandr.novykh@gmail.com