El papel de los edificios en los sistemas de generación de energía distribuida

El modelo de negocio de la industria eléctrica se mantuvo casi sin cambios durante todo el siglo XX. La generación de electricidad se ha centralizado en plantas de energía, mientras que una red de transmisión y distribución entrega energía a edificios residenciales, comerciales e industriales. En otras palabras, la electricidad solo se mueve en una dirección en las redes convencionales.

Sin embargo, la evolución de las tecnologías de generación ha dado a los propietarios de edificios acceso a sus propias plantas de energía, cambiando las reglas del juego después de más de un siglo. En particular, los sistemas de energía solar han experimentado un rápido crecimiento, ya que el diseño modular de las matrices fotovoltaicas puede adaptarse a una amplia gama de edificios.

Después de ser solo consumidores de energía durante décadas, los edificios ahora también pueden generar energía eléctrica. De hecho, algunos edificios de alto rendimiento se han convertido en generadores netos, teniendo una producción de electricidad superior a su propio consumo.


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Importancia de la medición neta

Cuando solo las compañías eléctricas podían producir electricidad, no era necesario medir la dirección del flujo de energía entre la red y los edificios. Muchos de estos medidores de potencia convencionales todavía funcionan en todo el mundo y no pueden diferenciar entre la electricidad consumida y la electricidad suministrada por el edificio.

Muchos países han introducido la medición neta como una forma de incentivar la generación de energía en los edificios. Los medidores convencionales se han actualizado a medidores inteligentes que pueden medir el movimiento de energía en ambas direcciones: al calcular la factura de energía del edificio, se carga el consumo y se acredita la generación neta.

Las reglas exactas de medición neta cambian según la ubicación y la empresa de servicios públicos. Algunos programas de medición neta ofrecen crédito total por cada kilovatio-hora suministrado por el edificio, mientras que otros solo ofrecen crédito parcial. La forma en que se gestiona el crédito neto también cambia: algunas compañías eléctricas pagan a sus clientes, mientras que otras lo transfieren a la próxima factura de la luz.

Cómo los sistemas de energía distribuida benefician a los edificios

Cuando los sistemas de energía distribuida se implementan en muchos edificios, el principal beneficio para los propietarios es una reducción de los gastos de energía. Si pueden producir su propia electricidad, se reduce la cantidad de kilovatios hora comprados a la red.

Tenga en cuenta que algunos sistemas de generación permiten controlar la potencia de salida, mientras que otros solo generan energía cuando está presente la entrada requerida.

  • Por ejemplo, una planta de energía de biomasa puede producir electricidad de forma indefinida siempre que el biocombustible esté disponible, mientras que un sistema solar fotovoltaico solo proporciona electricidad durante el día.
  • Si el propietario de un sistema fotovoltaico solar necesita una fuente de electricidad que esté disponible en cualquier momento, la matriz fotovoltaica se puede mejorar con un sistema de batería.

Con la generación controlable y el almacenamiento de energía, los propietarios de edificios pueden manipular su perfil de consumo diario para lograr mayores ahorros. Los dos ejemplos siguientes son los más comunes:

  • Algunas tarifas tienen un precio en kWh que cambia a lo largo del día. El precio de la electricidad aumenta cuando la demanda de energía es alta y disminuye cuando la demanda de energía es baja. Un edificio puede usar sus sistemas de energía para minimizar el consumo cuando el precio de kWh es alto y luego aprovechar los precios bajos de kWh disponibles durante las horas de baja demanda.
  • Algunas tarifas tienen un cargo por demanda, que se basa en el pico de consumo más alto del edificio durante el período de facturación. Incluso si dos edificios consumen la misma cantidad de kilovatios-hora, un edificio con una demanda máxima de 200 kW pagará más que un edificio con un pico de 100 kW. Los sistemas de generación y el almacenamiento de energía pueden reducir los picos de demanda medidos por el medidor de potencia, reduciendo la carga por demanda.

El enfoque es diferente para cada uno de los escenarios descritos anteriormente. Sin embargo, en ambos casos se necesita una fuente de energía con la que se pueda contar para proporcionar kilovatios-hora bajo demanda.

La generación de energía distribuida mejora la confiabilidad de la red

Los sistemas de energía convencionales tienen una debilidad importante: dado que el suministro de electricidad está centralizado en plantas de generación y líneas de transmisión, una falla en el sistema puede dejar miles de edificios sin electricidad en un instante.

Por otro lado, una red eléctrica que extrae electricidad de fuentes distribuidas no tiene la debilidad descrita anteriormente: ni la generación ni la transmisión se concentran en ningún punto del sistema. Considere la planta de energía virtual que se está desarrollando en Australia, que tendrá una capacidad de generación de 250 MW y una capacidad de almacenamiento de 650 MWh.

  • El sistema utilizará 50.000 instalaciones residenciales. Cada casa tiene un panel solar de 5 kW y una batería de 5 kW / 13 kWh, sumando la capacidad total.
  • Si uno de los 50.000 sistemas se ve afectado por una falla, el efecto sobre la capacidad total es insignificante. Por otro lado, la salida de una planta de energía centralizada puede desconectarse completamente por una sola falla.

Los recursos energéticos distribuidos también reducen la carga de transmisión en la red eléctrica, lo que retrasa las costosas actualizaciones de la red. Las plantas de energía y las líneas de transmisión existentes se llevan al límite durante las horas pico de demanda, y los sistemas de energía distribuida pueden reducir la carga neta. Por supuesto, el impacto de la generación y el almacenamiento distribuidos se vuelve más notable a medida que se implementan en un mayor número de edificios.

Conclusión

Las medidas de eficiencia energética pueden lograr una sinergia con la generación y el almacenamiento distribuidos. Satisfacer la demanda de energía con recursos distribuidos es más sencillo cuando los edificios implementan medidas para reducir su consumo. Las mejores medidas para su edificio se pueden identificar con una auditoría energética profesional.

Dependiendo de su ubicación, los sistemas de almacenamiento de energía y generación renovable pueden ser elegibles para programas de incentivos de gobiernos locales o programas de servicios públicos. Los ingenieros consultores pueden ayudarlo a cumplir con los requisitos de estos incentivos.