Comprender cómo funcionan las redes eléctricas modernas

Las primeras empresas eléctricas se integraron verticalmente, con control sobre toda la cadena de suministro: generación, transmisión, distribución y facturación. En las redes eléctricas modernas, estas funciones se dividen entre diferentes empresas, con ligeras diferencias entre regiones y países. Al comprender cómo funcionan las redes eléctricas, los propietarios de edificios obtienen información sobre cómo reducir las facturas de electricidad y, al mismo tiempo, hacer que su suministro de energía sea más confiable.

En las redes eléctricas modernas, la electricidad es producida por empresas generadoras que compiten en un mercado mayorista. Esta electricidad es comprada por minoristas de energía, que luego venden planes de electricidad a consumidores residenciales y comerciales. También existen empresas de transmisión y distribución, que se encargan de mantener operativa la red. Cuando se le factura la electricidad, el precio del kilovatio-hora incluye todos los costos del proceso, más las ganancias de las empresas involucradas.


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Como se mencionó anteriormente, existen ligeras diferencias entre estados, regiones y países; no todos los estados tienen un sector eléctrico competitivo. Sin embargo, cuando los clientes pueden elegir su plan de electricidad, los minoristas de energía deben competir para ofrecer las mejores tarifas. Esto ofrece más opciones para los consumidores y la posibilidad de reducir las facturas de energía cambiando de plan o proveedor.

Gestión de la oferta y la demanda en las redes eléctricas

El consumo de electricidad de los hogares y las empresas cambia constantemente y, como resultado, las redes eléctricas tienen una carga de trabajo variable. El consumo de electricidad normalmente alcanza su punto más bajo en las horas posteriores a la medianoche, ya que la mayoría de los negocios están cerrados y la población está dormida. Por otro lado, las redes eléctricas normalmente alcanzan su pico de demanda por la noche:

  • La gente está regresando a casa, utilizando sistemas de iluminación y otros electrodomésticos. Además, se están activando farolas y otros sistemas de iluminación exterior.
  • Muchas empresas siguen funcionando y su consumo de energía se combina con la demanda residencial y la iluminación exterior.

El pico de demanda es actualmente uno de los principales desafíos técnicos para los operadores de redes eléctricas. Deben mantener suficiente capacidad de generación en espera, y la red debe tener suficiente capacidad de transmisión y distribución para entregar toda la electricidad necesaria. Las redes eléctricas con picos agudos de demanda son las más caras de operar, ya que hay mucha capacidad inactiva en todas las demás horas. Las centrales eléctricas, las líneas de transmisión, las redes de distribución y los transformadores tienen costos fijos, incluso cuando su capacidad total solo se usa unas pocas horas al día.

Comprender cómo funcionan las redes eléctricas modernas

A medida que los paneles solares y las turbinas eólicas se volvieron más asequibles, también agregaron variabilidad a la generación de energía. Los paneles solares y las turbinas eólicas producen electricidad limpia a bajo costo, pero tienen una limitación importante: no pueden generar energía eléctrica bajo demanda, ya que la luz solar y el viento no se pueden controlar. Como resultado, los sistemas de energía con una gran proporción de energía solar y eólica deben responder a variaciones repentinas tanto en la oferta como en la demanda.

  • La noche es especialmente desafiante en las redes que usan mucha energía solar, ya que la generación solar se detiene con la puesta del sol, justo antes del pico de demanda.
  • En estos casos, se debe mantener en espera una gran capacidad de generación.

Las turbinas de gas natural y las hidroeléctricas tienen una respuesta muy rápida y pueden aumentar la generación cuando hay un aumento repentino en el consumo. Por lo tanto, estas tecnologías de generación son la solución más común para satisfacer los picos de demanda. Sin embargo, la hidroelectricidad solo es viable con ciertas condiciones del sitio, y obtener los permisos del proyecto es un desafío debido al impacto ambiental inicial. Por estas razones, el gas natural es la única opción viable para satisfacer los picos de demanda en muchas redes eléctricas.

Tarifas Variables de Electricidad y Gestión de la Demanda Máxima

Comprender cómo funcionan las redes eléctricas modernas

Dado que las redes eléctricas se vuelven más caras de operar durante las horas pico de demanda, muchas compañías eléctricas cobran precios más altos en kWh a esta hora del día. Para compensar esto, los precios de kWh más bajos son los precios cuando la demanda alcanza su punto más bajo. Esto incentiva el consumo de electricidad cuando la red está poco cargada, al mismo tiempo que promueve el ahorro de energía durante las horas pico de demanda.

Los sistemas de almacenamiento de energía en los edificios son una tecnología prometedora: se pueden configurar para proporcionar energía durante las horas pico de demanda, disminuyendo la carga total en la red. Por ejemplo, si 100 edificios con almacenamiento de energía pueden reducir la demanda en 25 kW cada uno, la demanda total de la red se reduce en 2,5 megavatios. Al mismo tiempo, los propietarios de edificios pueden reducir sus facturas de energía consumiendo menos kilovatios-hora cuando son más costosos.

El concepto de almacenamiento de energía se asocia normalmente con las baterías, pero los métodos térmicos también son viables. Por ejemplo, el agua caliente se puede almacenar para uso directo o para calefacción de espacios con fan coils. Siguiendo un enfoque similar, las plantas enfriadoras pueden equiparse con tanques de almacenamiento de hielo, que se pueden usar más tarde para aire acondicionado.