TORRES LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LAS REDES ELÉCTRICAS Mario Brugnoni Grupo “Energía y Ambiente” Departamento de Electrotecnia Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires TORRES

INTRODUCCIÓN A LA PROBLEMÁTICA ENERGÉTICA

Puede ser caracterizada por la disponibilidad de recursos, los factores económicos y el impacto ambiental. Este enfoque ha sido denominado por algunos autores como “el trilema energético”.

Hoy, la humanidad se encuentra lejos de las 2000 a 3000 calorías por día, que necesitaba el hombre primitivo para sobrevivir. El presente muestra los desarrollos del transporte y los artefactos de recreación y confort, así como una industria en constante crecimiento..

De esta forma el consumo de energía se ha ido incrementando a valores que, para las sociedades desarrolladas, superan en más de 100 veces las cifras antes mencionadas

Nuestra civilización se ha construido en base a los combustibles fósiles. En poco tiempo se está consumiendo aquello que la naturaleza tardó millones de años en crear.

En la medida que estos combustibles comiencen a agotarse su suministro y su costo se verá cada vez más influenciado por el clima, por los vaivenes políticos de los países productores, por las guerras y por otros conflictos

A las dificultades que surgen a medida que se incrementa la tendencia a la escasez del producto se agregan las consecuencias sobre el cambio climático

¿Son las Energías Renovables (ER) y el Uso Racional y Eficiente de la Energía (URE) la solución del problema?

Se podría decir que ni hoy, ni a mediano plazo, existen fuentes de energía, en gran escala y económicamente competitivas, que puedan reemplazar la utilización masiva de combustibles fósiles, excepto la nuclear o la hidroeléctrica.

Todos los esfuerzos dedicados a la promoción del URE y las ER sólo consiguen, por el momento, la mitigación de los efectos del cambio climático. Estas acertadas medidas no alcanzan para frenar la acumulación de dióxido de carbono y otros GEIs en la atmósfera.

Resulta evidente que si se quiere lograr un futuro sustentable será necesario multiplicar los esfuerzos dedicados a reducir la demanda energética, aún sacrificando los consumos superfluos. Simultáneamente deberán incrementarse las investigaciones sobre el desarrollo de nuevas fuentes

EL USO EFICIENTE DE LA ENERGIA UN TEMA DE ALTA PRIORIDAD El Uso Eficiente de la Energía es la medida más efectiva, a corto y mediano plazo, para lograr una reducción significativa de las emisiones de CO2 y de otros gases de efecto invernadero y postergar el agotamiento de los recursos Este concepto es aplicable a toda la cadena de generación, transmisión, distribución y uso final de la energía.

GENERACIÓN TRANSMISIÓN DISTRIBUCIÓN USOS FINALES

ANÁLISIS DE USOS FINALES POR SECTORES

Usos finales Análisis por sectores Sector Industrial: La mayor parte (aproximadamente el 75%) del consumo corresponde a los motores eléctricos que, a su vez, accionan bombas, compresores, ventiladores y otros aparatos mecánicos.

Usos finales Análisis por sectores Sector residencial Según relevamientos basados en encuestas y mediciones, se observa que los tres principales usos finales de energía eléctrica son la iluminación (el 32% del consumo total), la conservación de alimentos (30%) y televisión y asociados (13%).

Usos finales Análisis por sectores Sector servicios Este sector comprende edificios comerciales y públicos (74% del consumo total del sector en 1994), el alumbrado público (19%) y los servicios sanitarios (7,4%). Se supone que el 53% del consumo en los edificios comerciales y públicos corresponde a la iluminación.

Usos finales Análisis por sectores En el caso del alumbrado público, el reemplazo de lámparas de mercurio, mezcladoras e incandescentes por las de sodio de alta presión reduciría el consumo desde el 55% (mercurio) hasta el 80% (incandescentes)..

EFICIENCIA EN LAS REDES ELÉCTRICAS

FACTS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN FLEXIBLES EN C A

Compensación Shunt SVC (desde 1975) STATCOM (desde 1997) Compensación Serie Fija (desde 1959) Controlable (desde 1997)

COMPENSACIÓN DE POTENCIA REACTIVA

TRANSMISIÓN DE ENERGÍA EN CORRIENTE CONTINUA DE ALTA TENSIÓN (HVDC):

TRANSMISIÓN DE ENERGÍA EN CORRIENTE CONTINUA DE ALTA TENSIÓN (HVDC):

SUPERCONDUCTORES:

TRANSFORMADORES CON BAJAS PÉRDIDAS:

PÉRDIDAS EN LA DISTRIBUCIÓN DE EE

En conjunto, las pérdidas en los sistemas de transmisión y distribución representan entre el 6 y el 7,5 % de la energía eléctrica total producida [3]. Típicamente, las pérdidas son, aproximadamente, 3,5 % en el sistema de transmisión y 4,5 % en el sistema de distribución. En materia de Pérdidas Técnicas las empresas argentinas ( sin tener en cuenta las cooperativas) presentan en promedio pérdidas técnicas del orden del 6 %.

COMO MEJORAMOS LA EFICIENCIA

GENERACÍON DISTRIBUIDA DOMÓTICA ADMINISTRACIÓN DE LA DEMANDA, DSM MEDIDORES INTELIGENTES GESTIÓN DEL USUARIO CALIDAD DE ENERGÍA CONFIABILIDAD DEL SUMINISTRO

DSM ADMINISTRACIÓN DE LA DEMANDA

TECNOLOGÍAS PARA EL URE Las medidas de administración de la carga buscan alisar lo mas posible la curva de demanda. Esto puede lograrse reduciendo el consumo en las horas pico y/o trasladándolo a las horas de "valle". La administración de la demanda es un factor fundamental para reducir los costos del servicio eléctrico. Las empresas distribuidoras pueden implementarlo mediante la utilización de métodos directos e indirectos. En el control de carga directo, la empresa conecta y desconecta dispositivos de uso final con el permiso del cliente. En el control de carga indirecto es el cliente quien controla la carga, respondiendo a señales en las tarifas.

TECNOLOGÍAS PARA EL URE Una forma de control de carga directo es el que se logra a través de los cortes rotativos, lo que fue frecuentemente utilizado en nuestro país. Los procedimientos utilizados pretenden distribuir los cortes equitativamente, y mantener informados a los consumidores de tal modo que estos puedan anticiparse a la interrupción del servicio para cubrir tal deficiencia . Otras estrategias de control directo de carga incluyen un acuerdo previo con el usuario, frecuentemente combinadas con incentivos. En muchos países esto permite cortar el suministro a ciertos aparatos de uso final en forma programada o respondiendo a determinadas señales emitidas por la empresa de distribución.

TECNOLOGÍAS PARA EL URE La opción de control de carga indirecta más simple es la denominada "tarifa interrumpible", según la cual se ofrece una tarifa más baja a los usuarios que estén dispuestos a aceptar la interrupción del suministro durante los períodos de demanda de pico. Estos acuerdos generalmente se convienen con consumidores industriales que poseen equipos de generación propios o que pueden continuar el proceso o parte de él utilizando alguna fuente alternativa. El incentivo económico puede también ser suficiente para que ellos acepten interrumpir la producción en el período de corte del suministro eléctrico.

Generación Distribuida “Generación distribuida” o “generación dispersa” es un término que se refiere a generación conectada en la red de distribución El EPRI (Electric Power Research Institute) define a la GD como “la utilización de tecnologías modulares de generación de pequeña capacidad, dispersas a lo largo del “sistema de distribución”, cerca del punto de consumo

Independiente Motor recip. respaldo Peak sheving Fabricante de chips Celda de Combustible Calidad Turbina de Combustión Calor de proceso Celdas fotovoltaicas y de combustible Localización aislada Turbina de gas y soporte de la Red Estación Receptora Estación Central Hospital Subestación Residencia Planta Química

UNA MIRADA AL FUTURO THE SMART GRIDS

Desde los tiempos de Thomas A Edison, hace más de 100 años, la distribución de electricidad y la medición del consumo no ha sufrido demasiadas variantes. Las redes inteligentes utilizan los conceptos antes mencionados atendiendo todas las necesidades de los comercializadores de energía y sus clientes

Una definición para este concepto es: “la introducción de inteligencia en todos los componentes de bajo nivel de una red, de modo que ésta se adapte por sí sola a la demanda de energía”.

La capacidad para aprovechar fuentes de energía renovables de pequeña escala que operan como parte de la red, como por ejemplo: edificios con paneles solares, baterías de autos híbridos y celdas de combustible con cogeneración. convierte a las redes inteligentes en una respuesta factible y que hace frente a los temores de reducción de los recursos y a las emisiones de CO2.

Celda de Combustible

Generación termoeléctrica

Sistemas de Conexión a Red: Sistemas Pequeños Pequeñas instalaciones (<100kWac) conectadas a la red de Baja Tensión Instalaciones realizadas típicamente sobre tejados o fachadas de edificios, viviendas o naves industriales Conexión directa a la acometida eléctrica del edificio Toda la energía producida se vende en Régimen Especial SUSTAINABLE ENERGY AND CLIMATE CHANGE IN LATIN AMERICA AND THE CARIBBEAN – INTER AMERICAN DEVELOPMENT BANK - Enrique Iglesias Conference Center – Washington, DC – November 28 -29, 2006

La medición, uno de los corazones del sistema La infraestructura avanzada de medición (AMI – Advanced Metering Infrastructure) cambia esa situación. Los medidores inteligentes registran los eventos, perfiles de carga y precios en la red. Los clientes pueden comprobar el uso que han hecho de la electricidad y controlar su consumo.

En lo atinente al almacenamiento hay muchas ideas pero quizás las más fáciles de intuir y las primeras que podrían implantarse son la integración en la red de vehículos híbridos enchufables

Para tratar fuera del alcance de esta presentación donde todo ha transcurrido en régimen permanente: Perturbaciones: flicker, armónicas, huecos de tensión, microcortes. Transitorios

Muchos de estos avances, que parecen utópicos, ya han superado el nivel de investigación en los laboratorios para ser aplicados en instalaciones piloto en ciudades enteras en EEUU y en Europa. Por su parecido a las redes informáticas son participes interesados empresas como IBM y Google.

Conclusiones 1 Lo expuesto nos muestra que si bien es necesario seguir buscando la mejora de la eficiencia en los usos finales, en particular en nuestro país, es también importante el potencial de ahorro que se observa en el resto de los eslabones de la cadena de alimentación eléctrica.

FIN DE LA PRESENTACIÓN

GRACIAS GRACIAS