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Las TIC y la energ�a el�ctrica

Miquel Vila Despujol
Art�culos
Data: 24/05/2011
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El sistema el�ctrico actual ya no es lineal, sino que est� constituido por una red compleja en la que generadores y consumidores intercambian la energ�a en tiempo real, permitiendo mejoras en el ahorro energ�tico y con consecuencias econ�micas y medioambientales muy positivas. No obstante, para poder alcanzar todas estas metas, son indispensables los sistemas de informaci�n y comunicaci�n.

La electricidad es una forma de energ�a muy flexible y adaptable, lo que explica su creciente desarrollo desde finales del siglo XIX. Se puede generar electricidad partiendo de muchas y diferentes energ�as primarias (no renovables como carb�n, fuel-oil, gas, uranio,... o renovables como la hidroelectricidad, la e�lica, fotovoltaica, termo solar, biomasa, mareomotriz,...). Las aplicaciones, el uso de la electricidad, son infinitas y muy variadas, como fuerza motriz (simplicidad del motor el�ctrico), en aplicaciones t�rmicas, magn�ticas, electr�nicas, etc. Ninguna otra forma de energ�a es tan vers�til. La energ�a el�ctrica es f�cil de transportar (y es econ�mico el hacerlo a distancias no muy largas). Una caracter�stica que la diferencia de otras formas de energ�a es la imposibilidad de su almacenamiento masivo, lo que obliga al equilibrio instant�neo, en todo momento, entre la energ�a demandada por los consumidores y la energ�a producida. De ah� la relevancia de la potencia el�ctrica (energ�a el�ctrica instant�nea).

La funci�n b�sica de las empresas el�ctricas es asegurar en todo momento ese equilibrio, esa potencia, al menor coste posible, con un nivel de calidad adecuado y minimizando la emisi�n de contaminantes. Sin embargo, el concepto cl�sico y lineal, que persiste en el imaginario colectivo, de un sistema que produce electricidad en una central, la transporta y la entrega en un punto final para su consumo, ha perdido vigencia. El sistema el�ctrico hoy en d�a est� constituido por una compleja y densa red (grid)1 a la que est�n conectados generadores y consumidores (que, a la vez, pueden ser tambi�n generadores), intercambiando en tiempo real la energ�a producida. El funcionamiento s�lo es posible gracias a la incorporaci�n y tratamiento de la informaci�n en tiempo real, a trav�s de sistemas de comunicaci�n multidireccionales que comunican entre si todos los elementos que la integran (centrales, lineas, subestaciones, consumidores). La red el�ctrica se ha convertido, en un complejo sistema multi-prop�sito que, a su funci�n cl�sica de garantizar el suministro a los consumidores desde las fuentes primarias de producci�n, incorpora diferentes funciones, como posibilitar la generaci�n distribuida, la viabilidad de determinadas fuentes renovables de energ�a, la mejora de la calidad de suministro, la capacidad de intercambio, el ahorro de costes, la protecci�n del medioambiente, etc.

En las grandes centrales de generaci�n y en la red de transporte de alta tensi�n es habitual, desde hace muchos a�os, el uso de potentes sistemas de comunicaci�n y de inteligencia distribuida lo que ha ido posibilitando la explotaci�n segura y econ�mica del sistema el�ctrico (por ejemplo en la planificaci�n de la explotaci�n del sistema integrado en cualquier circunstancia, en la prevencion de incidencias y, en su caso, restablecimiento del servicio, en la reposici�n de l�neas despu�s de su desconexi�n programada o imprevista, en el arranque y parada de grupos de generaci�n, en la disposici�n de potencia rodante, en la variaci�n de carga de los grupos, en la regulaci�n secundaria y terciaria de los generadores, en la gesti�n de los intercambios con sistemas vecinos, en la regulaci�n de la tensi�n, en el mantenimiento de la frecuencia, etc.).

En los �ltimos a�os y de manera generalizada, se va incorporando de manera creciente tambien a la red de distribuci�n (que es la que, con car�cter local, enlaza los consumidores con la red de transporte) y a los consumidores, inteligencia y sistemas de comunicaci�n, tanto para las funciones de control de la red como para la gesti�n de la curva de carga (y para la gesti�n de la seguridad de las personas). De esta manera, la distribuci�n y los consumidores participan activamente en la mejora de eficiencia, del coste y de la protecci�n medioambiental del conjunto del sistema el�ctrico.

Al conjunto del sistema el�ctrico (centrales, red de transporte y distribuci�n, consumidores) m�s la red paralela constituida por el sistema de comunicaciones y la inteligencia ligada a la captaci�n y al procesamiento de la informaci�n, se le llama �smart grid� .

Como ejemplo de lo que posibilita una red inteligente, citaremos dos aplicaciones del lado del consumidor: la optimizaci�n por el cliente de su consumo (y por lo tanto de su factura) y el coche el�ctrico.

El coste de generar electricidad varia a lo largo del d�a y a lo largo del a�o, es diferente entre un mi�rcoles laborable y un domingo, depende de lo fr�o que sea un d�a de invierno y de lo caluroso de un d�a de agosto, etc. Si el consumidor tiene manera de conocer de antemano los precios horarios futuros de la electricidad, puede gestionar aquella parte de su consumo que puede desplazar en el tiempo (por ejemplo, para un cliente dom�stico conectando, cuando el precio es menor, la lavadora, secadora, lavavajillas, termo el�ctrico, etc.) y abaratar as� su factura. Esto exige tres cosas que hoy en dia est�n al alcance: el conocimiento previo de los precios (a trav�s de Internet, por ejemplo), un sistema de medida adecuado (se ha iniciado la sustituci�n de los contadores mec�nicos por contadores electr�nicos que posibilitan la lectura horaria de los mismos a distancia) y automatismos programables para la conexi�n de los aparatos en el momento adecuado (que, a lo mejor, es de madrugada).

El coche el�ctrico (y el h�brido enchufable) cuya introducci�n en el mercado empieza a ser una realidad es, desde el punto de vista el�ctrico, un consumidor y un posible generador -ya que almacena electricidad en sus bater�as recargables-. A trav�s de los mismos mecanismos expuestos, ser� posible optimizar el coste de la recarga, programando los periodos de carga (y eventual suministro a la red) en funci�n de los precios horarios de la electricidad y de las necesidades del usuario del veh�culo.

Un �ltimo comentario est� ligado a la seguridad de las personas. Los trabajos en la red, para ampliaciones, mejoras o reparaciones, deben hacerse irrenunciablemente bajo unos protocolos de seguridad que en paralelo a la complejidad creciente de la red, se van haciendo a su vez cada vez mas complejos de gestionar. En el pasado, en un determinado lugar, la fuente de alimentaci�n era �nica y de arriba (red transporte) abajo (consumidor). Hoy en d�a, con la generaci�n distribuida (una peque�a instalaci�n fotovoltaica, el coche el�ctrico que puede ser un eventual generador, etc.) las fuentes de alimentaci�n pueden ser muchas, en un lugar cualquiera de la red de distribuci�n y muy variables en el tiempo. Sin menoscabo de las medidas locales de protecci�n (apertura de los elementos de corte, conexi�n a tierra de las instalaciones, etc.), los medios de comunicaci�n y los sistemas de procesamiento de la informaci�n se configuran como indispensables para la programaci�n adecuada de los trabajos, tanto desde los centros de control, como de los equipos de actuaci�n �in situ�.

1 Definici�n aceptada internacionalmente de samrt grid: Una �smart grid� (o �red inteligente�) es un sistema digital auto-regulador de energ�a, que suministra electricidad o gas desde las fuentes de generaci�n -incluida la generaci�n distribu�da renovable- hasta los puntos de consumo.Es capaz de optimizar el suministro de potencia y, en base a una comunicaci�n bidireccional a trav�s de la propia red, posibilita la gesti�n de la demanda al usuario final, minimizando las interrupciones de suministro y transportando estrictamente la potencia necesaria. El resultado es un menor coste para el consumidor y para la compa��a el�ctrica, una mayor calidad de suministro y una reducci�n de la emisi�n de gases de efecto invernadero.