Redes inteligentes: internet energético

La red eléctrica construida en cada uno de los países del mundo, ha suministrado energía a sus hogares, empresas e industria de manera eficaz y económica y para que todos tengan acceso a la misma. Sin embargo, el siglo XXI demanda nuevas exigencias a la red eléctrica para poder abordar nuestros desafíos medioambientales, económicos y energéticos a nivel global.

Entre los factores que debemos exigir a una red eléctrica de nueva generación se encuentran:

• Más responsabilidad: ya que podría proveer de energía a los usuarios en función de dónde y cuándo se necesita más y de su calidad. Puede alertar de problemas a tiempo real y equilibrarlos sin que se caiga. Puede llevar a cabo acciones correctivas antes de afectar a la mayoría de los usuarios.
• Más segura: para protegerse de ataques físicos o virtuales sin sufrir grandes daños o costes elevados para su recuperación, que debería ser mucho más rápida que en la actualidad.
• Más económica: ya que responde bajo la ley de la demanda y la oferta, ajustándose por tanto a precios más competitivos y suministros más adecuados.
• Más eficiente: aprovechando las inversiones para gestionar costes, reducir pérdidas de distribución, incrementar producción eléctrica y mejorar la utilización de recursos. Además, estarán disponibles nuevos métodos para controlar el flujo de potencia para reducir la congestión y permitir el acceso a fuentes de generación eléctrica de bajo coste, como las renovables.
• Más medioambiental: es decir, que genere menos impacto en la generación, transmisión, distribución, almacenamiento y consumo. Los accesos a las fuentes de energías renovables se multiplicarán. Los futuros diseños de la red eléctrica cubrirán un terreno mucho menor que en la actualidad.
• Más segura: para los trabajadores de la red o para el público en general, especialmente para aquellos que la utilicen para necesidades médicas.

Además de estas características, trataremos de describir las funcionalidades críticas que debería satisfacer la red eléctrica de nueva generación, para que pueda satisfacer las demandas de hoy en día:

• Puede curarse a si misma:

La red poseerá un sistema inteligente de autodetección y análisis de incidencias, con el fin de reparar y restablecer componentes y secciones de la red. Gestionará problemas de gran envergadura y a gran velocidad. Actuará como un sistema propio de inmunidad, capaz de proteger la confianza, seguridad, accesibilidad, calidad energética y eficiencia.

De esta manera, minimizará las interrupciones del servicio, empleando nuevas tecnologías que puedan adquirir datos, ejecutar decisiones basadas en algoritmos complejos, controlar dinámicamente el flujo de potencia o incluso restaurar el servicio rápidamente. Se ejecutará permanentemente análisis de riesgos en la red, para localizar los equipos, fuentes y líneas con más probabilidades de generar problemas.

Además, todas las acciones podrán ser manuales o automáticas, en función de las necesidades definidas para cada circunstancia y basado en los análisis efectuados.

• Motivará a los consumidores a participar en ella e incluirlos en sus operaciones:

La participación activa de los consumidores generará beneficios a la hora de optimizar la oferta de precios del suministro eléctrico. En las redes de nueva generación, los consumidores modificarán sus hábitos de consumo en función de la demanda que tengan y la capacidad de satisfacerla del mercado. La demanda para el ahorro de costes y de energía será buenas para la red y para el consumidor.

Además, programas adaptados a la demanda generarán una oferta mucho más variada y competitiva, en beneficio para el consumidor. La habilidad de reducir o cambiar los picos de demanda permitirá a distintas utilidades minimizar los gastos de capital y de operaciones mientras se provee de beneficios medioambientales por la reducción de pérdidas de distribución y las operaciones de las plantas de producción ineficientes. Con el tiempo, estos programas motivarán a los consumidores a sustituir dispositivos ineficientes como la luz incandescente. Por tanto, muchos productos emergentes, como el coche eléctrico resultarán mucho más efectivos en sus cargas mientras que se generan a la misma vez inmensos beneficios para el medioambiente.

• Podrá resistir ataques:

Tanto físicos como virtuales, recuperándose rápidamente. Su diseño y sus operaciones reducirán las posibilidades de cualquier ataque. También podrá gestionar un ataque múltiple y coordinado en un corto período de tiempo. Los protocolos de seguridad estarán optimizados para proteger a los consumidores, industria y la economía en general. De este modo, cuanto más fuerte sea, menos atacantes se atreverán a intentarlo.

• Suministrará el nivel de calidad de potencia de los consumidores de hoy en día:

La red podrá suministrar distintos niveles de suministro energético en función de las necesidades de los consumidores, y por tanto, con distintos costes. De esta manera, se reducirán los problemas en la transmisión y distribución eléctrica. La economía digital ha incrementado notablemente la calidad exigida a la red eléctrica en la actualidad.

• Contendrá todas las opciones de generación y de almacenamiento eléctrico:

Además con sistemas fáciles de interconexión, como si se tratara de dispositivos plug-and-play. Distintas capacidades de generación eléctrica y de voltajes a distintos niveles estarán incluidas dentro de la red, como por ejemplo los derivados de la fotovoltaica, solar, eólica, baterías avanzadas, células de combustible o coches híbridos. Será más fácil para usuarios comerciales instalar sus propias instalaciones de generación y almacenamiento eléctrico.

• Facilitará que florezcan los mercados

Ya que todas las características mencionadas anteriormente, harán que se incremente la participación de empresas energéticas y consumidores, y por tanto, florezcan más vendedores y compradores en la red. Por estas razones, se disminuirá la congestión y el mercado se expandirá. Las respuestas de los consumidores ante precios elevados generarán respuestas a tiempo real que fomentarán el desarrollo de soluciones de bajo coste y el desarrollo de nuevas tecnologías. Además, productos relacionados con energías limpias serán ofertadas como opciones de mercado competitivas.

• Optimizará sus recursos y operará más eficientemente:

Para proveer del máximo de funcionalidad a un mínimo coste. Esto no significa la sobreexplotación de los recursos, sino de aprovecharlos eficientemente justo cuando se demanda así.

La optimización de los factores de carga así como las menores pérdidas del sistema serán piedras angulares de la optimización de los recursos. Los sistemas de información implementados proveerán de datos y análisis exhaustivos que estarán integrados con los sistemas empresariales, de manera que mejorarán las habilidades de optimización de sus operaciones y de los procesos de mantenimiento. Además, esta información ayudará a los ingenieros y diseñadores a optimizar la red continuamente.

Para poder satisfacer estas funcionalidades, debemos destacar 5 tecnologías clave para alcanzar esta visión:

• Comunicaciones integradas: para conectar componentes en un arquitectura abierta con el fin de obtener y controlar información a tiempo real, para hacer que la red hable y escuche cualquier parte de la misma.
• Tecnologías de sensores y de medición: que puedan proveer a la red de respuestas más precisas y rápidas, como por ejemplo monitorización remota, precios por tiempo de consumo o gestión por demanda del consumidor.
• Componentes avanzados: para aplicar las últimas investigaciones en superconductividad, tolerancia de defectos, almacenamiento, diagnósticos y electrónica de potencia.
• Métodos de control avanzados: que puedan monitorizar componentes esenciales, posibilitando diagnósticos rápidos y soluciones precisas apropiadas a cualquier evento o circunstancia.
• Interfaces mejoradas y de soporte a la toma de decisiones: con el fin de amplificar y mejorar las decisiones humanas, transformando los operadores y gestores eléctricos en trabajadores del conocimiento.

La convergencia de estas tecnologías adaptadas a satisfacer las funcionalidades anteriormente descritas, con motivo de dar las nuevas soluciones a la demanda de hoy en día, cambiarán radicalmente el panorama eléctrico de cualquier país en el mundo.

A excepción de algunas tecnologías concretas y para algunas aplicaciones concretas, el desarrollo tecnológico y de conocimiento actual permite construir una red con estas características. Por lo tanto, los desafíos más importantes que encontraremos en estos años, no serán de índole tecnológico o de conocimiento, sino más bien lo encontraremos en el área de la colaboración público-privada, con el fin de que puedan integrar capacidades e intereses en respuesta a la demanda de la eléctrica economía digital.

De la innovación pública-privada, de las regulaciones públicas y de las facilidades de inversión y financiación pública en tal sentido, vendrán las soluciones potenciales para cambiar radicalmente los modelos de redes eléctricas tradicionales hacia las redes eléctricas inteligentes o las llamadas “Smart Grids”.