Energía para un mercado competitivo

Con el advenimiento de las redes inteligentes de distribución eléctrica, el mundo busca adaptarse a los cambios que imponen la tecnología, la globalización y la preocupación por el medio ambiente. Los grupos de Potencia y Energía, Control y Automatización y Telecomunicaciones, de la Universidad de los Andes, trabajan en la adecuación de estas redes al caso colombiano.

Cortes y racionamientos de energía como los que está padeciendo Venezuela hoy o los que afectaron la economía y la vida diaria de los colombianos en los años 90 serán menos probables cuando estén en funcionamiento las redes inteligentes de sistemas eléctricos. Estas redes, que ya se están construyendo en algunas ciudades como Boulder (Colorado, Estados Unidos), se investigan en todo el mundo y en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes, con la participación de Codensa y la cofinanciación de Colciencias.

De acuerdo con Ángela Cadena, profesora asociada del Departamento y miembro del grupo de Potencia y Energía, una red eléctrica inteligente involucra los diferentes agentes que participan en el mercado eléctrico, como son diversos generadores de energía, grandes y pequeños, de fuentes renovables o no; los transportadores, distribuidores y comercializadores, y los operadores del sistema. Además abre la posibilidad de una más amplia participación a los consumidores y a nuevos operadores de redes. Una red inteligente puede ofrecer información acerca de los precios, los consumos y la disponibilidad de energía de cualquiera de las fuentes generadoras con lo cual se mejorará la respuesta y los operadores de red lograrán una mejor gestión y control de pérdidas.

Esta participación más activa va a requerir un control más complejo del sistema para garantizar un servicio confiable que, en general, cumpla las condiciones mínimas establecidas para el servicio público. Además, están comprometidas complejas tecnologías de comunicación que brindan información acerca del estado del sistema, y de todos los agentes que lo componen.

Lo anterior ha sido posible gracias a “la transformación en los equipos de medición, en las telecomunicaciones, en la electrónica, en los sistemas de control y en los sistemas de información que determinan nuevas maneras de organizar esa industria”. Se requieren procesos competitivos con activa participación de agentes que propicien bajos costos y que, para permanecer en ese mercado, incorporen tecnologías eficientes e innovaciones recientes”, señala Cadena.

De esta manera, cuando se ponga en funcionamiento este sistema, con una generación en el sitio y los sistemas de medición, control y telecomunicaciones, se espera que los encargados, en este caso el operador de la red en coordinación con el Centro Nacional de Despacho, puedan tomar las decisiones más adecuadas en tiempo real y de manera rápida, y el consumidor tenga acceso, a través de internet, a información que le permita organizar sus decisiones de oferta y demanda de energía. Podrá, igualmente, saber cuáles son los niveles de consumo de su casa y de cada electrodoméstico y vender la energía que genera —por celdas solares, microturbinas de gas, pequeñas centrales hidroeléctricas—, cuando no la requiera.

El proyecto involucra a varios profesores del Departamento, entre ellos Ángela Cadena, Nicanor Quijano, Roberto Bustamante, Fernando Jiménez y Mario Ríos, así como a los estudiantes de doctorado Camilo Táutiva y Andrés Pantoja, y de maestría, Álvaro Acuña, Juan Gabriel García y Daniel Muñoz. También ha logrado contar con la activa participación de un grupo de profesionales de Codensa quienes han apoyado, conjuntamente con Colciencias, la financiación de este trabajo.

Controlar, vital para el funcionamiento

Organizar un sistema donde hay muchos más agentes —con menor tamaño de generadores, algunos que funcionan con fuentes intermitentes, equipos de medición y automatización y redes de comunicación— no es una tarea sencilla, afirma Cadena. Uno de los elementos importantes en el diseño de la red inteligente es el control. “En el mercado colombiano, el control y la operación del sistema se realizan de manera centralizada. Ahora deberíamos avanzar a un esquema más descentralizado”, afirma el profesor Nicanor Quijano. Y complementa: “El problema es que hasta ahora la energía no es almacenable a precios razonables, de tal forma que si alguien la produce de día pero no la consume, debe vendérsela a la red y comprar en la noche cuando sí consumirá: todo eso debe decidirse sobre el tiempo, en el momento del consumo, teniendo en cuenta además que la producción de energía de menor escala va a tener un comportamiento más estocástico”.

De acuerdo con Nicanor Quijano, hay dos tipos de control: el técnico y el asociado al despacho económico. El primero tiene que ver con la calidad, la potencia, las intensidades y el voltaje. El segundo se relaciona con el programa de producción de los generadores. Pero además, explica, hay varias escalas en el control: “En una microrred puede haber uno para determinar si se quiere generar o no energía según si hay sol o no, por ejemplo. Pero ese elemento no es el único y, además, depende de lo que pase con otras microrredes. De tal forma que habrá controles superiores que puedan ordenar todas esas decisiones para que no se afecte la disponibilidad del servicio o su calidad. En el momento en que muchísimos pequeños generadores se puedan instalar cerca de los centros de consumo, va a proliferar la generación: ya no se los controlará desde un solo centro”.

Medición y telecomunicaciones, un complemento indispensable

Para que se puedan tomar esas decisiones se necesitan sensores, equipos electrónicos que hagan mediciones de variables eléctricas que se deben procesar: ahí entran las telecomunicaciones porque esta información se procesa no solo localmente sino, más importante aún, en centros remotos. La cantidad de datos y la frecuencia y confiabilidad con que se envíen va a implicar redes de telecomunicaciones más complejas y sofisticadas, explica el profesor Roberto Bustamante, quien investiga el tema de las telecomunicaciones en este proyecto. Serán comunicaciones bidireccionales: se quiere que el consumidor tenga amplio acceso a la información para saber cuándo y cuánto consume. “Se habla de un sistema inteligente porque tiene más información y alguna autonomía, y porque permite tomar decisiones en tiempo real, de acuerdo con la referencias de precios y cantidades generadas y, ocasionalmente, con la calidad del servicio y la fuente que la genera. Estos aspectos serán suministrados por gran cantidad de sensores o medidores en cada residencia y en distintas partes de la red”. Eventualmente se llegará también a un sofisticado control remoto de la red eléctrica cuando se incorporen también equipos actuadores avanzados,
además de los medidores ya mencionados, señala el profesor Bustamante.

Por ahora el proyecto está en manos de la academia. Se ha llevado a cabo una etapa de familiarización con el tema que concluyó con la identificación de los retos tecnológicos en materia de ubicación y despacho, de control y de telecomunicaciones. También se construyó, en la Universidad Nacional, una pequeña red distribuidora piloto con dos generadores, uno fotovoltaico y otro de biomasa, que envía datos a Los Andes, para hacer control y despacho y seguir el funcionamiento de este sistema. Este año comienza la segunda etapa del proyecto, durante la cual se van a simular una o varias microrredes en el sistema de distribución de Codensa y se va a continuar con el seguimiento al sistema piloto instalado. En una tercera etapa se buscará construir una microrred en algunos de los sitios estudiados en la fase anterior para hacer un seguimiento detallado a una instalación real en alguna población.

En Los Andes, han empezado a involucrarse estos temas en el currículo del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, y en los trabajos de los estudiantes de maestría y pregrado. Sin embargo, es un hecho que en algún tiempo saldrá de las aulas, de la mano de entidades como Codensa y Colciencias que lo han apoyado y que tienen claro que, en el futuro, la distribución de la energía se hará a través de redes inteligentes que serán más amigables con el planeta y con el bolsillo del consumidor.

LOS GRUPOS: Potencia y Energía, Control y Automatización, y Telecomunicaciones.

CONTACTO: Ángela Cadena, Nicanor Quijano y Roberto Bustamante, profesores asociados del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. ., Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. ., Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. .

 

Última actualización el Miércoles, 31 Julio 2013 14:43