SMART
GRID
Componentes
esenciales
En este capítulo se listarán a
titulo meramente enumerativo, sin pretender incluir el total de las tecnologías
necesarias, ya que día a día se están expandiendo, de los componentes
necesarios para contar con una Smart Grid.
Recomendamos para ampliar el
conocimiento, utilizar algún motor de búsqueda en la red, ya que no se quiso
hacer excesivamente largo el contenido del presente artículo.
1.
Inversores. Este tipo de red, que está en constante proceso de I+D,
necesita primeramente capital que esté dispuesto a arriesgarse y esperar un
tiempo que se mide en años para cosechar sus frutos. La inversión será estatal,
pero también es conveniente la privada.
2.Contador
inteligente. Este contador deberá ser bidireccional,
permanentemente conectado a una red de comunicaciones local, como mínimo, e
idealmente a Internet. También deberá cumplimentar el requisito de ser
utilizado como elemento de maniobra a distancia, o sea accionado desde la red,
para poder abrir o cerrar circuitos según variables como demanda de potencia,
desperfectos, o por pagos de facturaciones.
3.
Concentrador. Este es un dispositivo que sirve de puente,
entre el sistema de gestión y el contador.
4.
Multi-utility. Dispositivos que permitan tele-gestión de
otros servicios como agua y gas.
5.
Dispositivos de maniobra y seccionamiento a distancia,
comunicados entre sí por una red o Internet. De esta manera si un segmento de
la red es insuficiente, o tal vez falle, debe poder orientarse el flujo de
energía a través de otros segmentos.
6.
Recursos distribuidos. La generación y almacenamiento de energía
está disponible a todos los usuarios, ya que ahora son prosumidores. En teoría,
todos podrían acceder a la generación eléctrica de cualquier prosumidor que
técnicamente esté disponible, y cualquier prosumidor que genere energía debería
poder canalizarla a cualquiera que esté interesado en comprársela, dentro de
los limites propios de un negocio. Por este motivo es imprescindible el
contador inteligente y una inteligencia artificial, con cadena blockchain en la
práctica, para llevar un registro de las transacciones y sugerir compras y
ventas de energía.
7.
Control de calidad eléctrica. Cada prosumidor deberá
mantener su calidad de energía dentro de los parámetros requeridos para su uso
individual. Dicho de otro modo, un usuario podrá consumir energía de la red y
transformarla a los Voltios, frecuencia y factor de potencia que necesite. Para
lograr este objetivo, la distribución de corriente directa es ideal, para que
los prosumidores, pueden transformar la corriente directa en alterna (ahora en
forma de pulsos) y viceversa, cuando “bajan” y “suben” energía a la Smart Grid.
8.
Tecnologías propias de la Smart Grid. Ciertas tecnologías
especificas se desarrollaron para implementar este tipo de redes.
. Tics (Tecnologías de
información y comunicación). Como se ha visto, cada vez se requiere más datos,
que deberán ser agrupados y analizados para dar información, con lo cual se
podrán tomar decisiones para optimizar uso de recursos y lograr objetivos, todo
en tiempo real. Por ende, las Tics son imprescindibles para comunicar humanos
entre sí, humanos con máquinas y maquinas con máquinas.
. Contadores inteligentes.
Como mínimo se necesitará un contador tipo AMR (unidireccional, pero con
control remoto), siendo muy conveniente uno del tipo AMI (bidireccional, con control
remoto).
Estos contadores AMI permiten
implementar aspectos esenciales de la Smart Grid, como
Gestión remota
Maniobra remota
Cambio de potencia remota
Gestión de horario
Monitoreo de calidad de energía a distancia
Lectura en tiempo real
9. Sensores. Como es necesario monitorear el estado de una
infinidad de variables en tiempo real, lo sensores adquieren un papel vital,
que ha obligado a sofisticarlos.
sensores
|
Scada
|
PMU
|
Resolución
|
1 muestra cada 2 a 4 s
|
10 a 60 muestras cada s
|
Medición
|
Magnitud
|
Magnitud y fase
|
Sincronización
|
No
|
Si
|
Canales de In/output
|
Analógicos, unos pocos digitales
|
Digitales
|
|
Local
|
Wide área
|
Como
es fácil deducir, la calidad de los sensores para la Smart Grid es crucial.
10. Almacenamiento. Este ítem es imprescindible cuando se trata de
energías renovables, ya que su generación muchas veces es estocástica,
dependiendo de un sinnúmero de factores climatológicos y de otra índole. Por
eso es necesario almacenarla cuando se genera más de la consumido para tenerla
cuando ocurre a la inversa.
Existen
un sinnúmero de formas de almacenar la energía para obtener luego corriente
directa, la cual será transformada en pulsaciones gracias a los inversores.
.
Baterías de Litio.
. Hidráulica,
por medio de una bomba se eleva el agua para que luego la gravedad devuelva el
trabajo usado en levantar la misma.
.
Volantes de inercia.
.
Electromagnetismo, mediante el uso de superconductores.
. Supe
condensadores.
. Baterías
de flujo.
.
Almacenamiento de hidrogeno y oxígeno para ser reutilizado.
. Utilización
de sales fundidas para almacenar calor.
.
Vehículo eléctrico, usado no solamente como vehículo de transporte, sino
también con el objetivo claro de almacenar y distribuir la energía. Lógicamente
hay algunas dificultades, como costo, el vehículo deberá estar conectado on
line.
Se
habrá notado que muchas de estas tecnologías todavía están en experimentación y
formación, pero son muy prometedoras. El tiempo dirá, cuales ganarán la
carrera, por así decirlo.
11. Electrónica de Potencia. La electrónica en sus orígenes tuvo dificultades
para manejar la potencia, pero ahora han debido de ser superadas para poder
obtener la versatilidad de la electrónica junto con la potencia de la red. Por ende,
se han desarrollado las
.
FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System)
. SVC
(Static Synchronus Compensator)
.
STATCOM (Static Syncronous Compensator)
Entre
todas estas tecnologías, se logra adecuar la calidad de energía, según el
Voltaje, la fase y la frecuencia requerida, para compatibilizar distintas
generaciones, ya que algunas serán en corriente continua, otras en alterna,
pulsantes. Habrá un sinnúmero de frecuencias y fases que se deberá depurar para
no crear ruido eléctrico o armónicas.
Los
beneficios de esta electrónica de potencia, para enumerar algunos son
a. Es
posible guiar potencia eléctrica por diversos caminos, para no interrumpir
servicios eléctricos sensibles y no sensibles a la comunidad.
b.
Operación de niveles de carga eléctrica en niveles seguros con optimización de
los recursos necesarios.
c. Posibilidad
de accionar casi en el instante ante cambios en el sistema, ya que un operador
humano o la inteligencia artificial podrán operar puntos remotos en tiempo
real. Por ejemplo, ya no es necesario
esperar que una sobrecarga, llegue a determinado porcentaje de 1.45 de la
intensidad nominal para que actué, ya que en estos casos los sensores
detectaran tempranamente la tendencia de exceso de corrientes para actuar en
base a un determinado protocolo, o un operador recibirá una alerta para
solucionar un problema, sin que sea necesario interrumpir el servicio.
d.
Seguridad en la interconexión de las redes, entre las compañías, prosumidores y
demás.
Lógicamente
hay desafíos, o vallas a sortear para poder implementar esta tecnóloga.
a. Los
costos pueden ser exorbitantes.
b.
Toda la red debe contar con electrónica de potencia.
12. Redes de comunicación. Ahora son imprescindibles. Estas mismas tienen las
siguientes virtudes.
a.
Escalabilidad, o sea es posible agregar nuevas tecnologías y complementos.
b.
Interoperabilidad, todos los sistemas son compatibles entre sí.
c.
Ubicuidad, están omnipresentes en la red.
d.
Seguridad, los datos que circulan deben ser auténticos, estar siempre
disponibles, respetándose la privacidad y confiabilidad. Por eso se utiliza tecnólogas
de encriptamiento, tipo block chain.
e.
Fiabilidad, esto es conexión en todo momento.
f.
Latencia, ahora menor a milisegundos.
Tipo de red
|
Tecnologías
|
Alcance
|
HAN
|
Bluetooh, Zig Bee, PLC, WI Fi, Ethernte
|
Hasta unos 500m
|
NAN
|
Zig Bee, PLC, 3G
|
Hasta unos 700m
|
WAN
|
Router, banda ancha, Wimax, 4G/LTE, PON, Nodos
|
Decenas de km hasta toda la Tierra.
|
La
tecnolgia5G, con inteligencia artificial en la Nube promete dar un salto
exponencial en las comunicaciones. En pocos meses, a partir de hoy, setiembre
2019, estaremos vislumbrando sus cambios.
Preguntas
pendientes.
Cabe
preguntarse si todo esto no es demasiado para un país. ¿Vale la pena realmente
invertir en todo esto? Esta pregunta es pertinente porque los países avanzado
han invertido billones de dólares en el desarrollo de la Smart Grid, y
continúan invirtiendo cifras astronómicas. ¿Se podrá recoger el guante de este
desafío en los países menos desarrollados? En un próximo artículo se intentará
dar un panorama de las distintas respuestas dadas.
SIGUIENTE
