Por Jeremy Cook
La red eléctrica inteligente se define libremente como la tecnología digital que permite la comunicación bidireccional entre una empresa de servicios públicos y sus clientes. En lugar de que las empresas de servicios públicos descubran cuánta energía ha consumido un cliente a través de las lecturas manuales de los medidores, algunos dispositivos como medidores eléctricos y otros equipos de monitoreo pueden suministrar esta información, e incluso recuperar los datos casi en tiempo real.
Esta información permite que las empresas de servicios públicos reaccionen a los problemas o ante el aumento de la demanda mucho más rápido que antes. También ofrece a los clientes estadísticas en tiempo real y un mejor control sobre su consumo de energía. Una gran parte de la infraestructura por cable y de medición actual es “inteligente”, pero esto no siempre fue así. En este artículo, analizaremos cómo se desarrolló la tecnología de redes inteligentes y hacia dónde se dirige en el futuro.
Los orígenes de las redes eléctricas
Los primeros sistemas de distribución de energía entraron en funcionamiento a fines de la década de 1870 y principios de la década de 1880. La producción de energía estaba sumamente localizada y solo era posible transportar energía a menos de una milla, en la mayoría de los casos. A medida que la energía de CC dio paso a la transmisión de CA, la generación de energía pasó a ser el campo de operadores independientes de mayor alcance en las grandes ciudades, cada uno con su propio conjunto de líneas de transmisión. Un edificio en Nueva York podría tener la opción de conectarse a múltiples fuentes de energía (lo que constituye una abundancia de riquezas, al igual que un exceso), mientras que las áreas periféricas quedaban en la oscuridad figurativa y literalmente.
En los Estados Unidos, todo esto cambió durante la Gran Depresión, cuando muchas de estas compañías eléctricas competidoras cerraron. El gobierno federal invirtió mucho en proyectos de infraestructura, como el sistema de represas de la Autoridad del Valle de Tennessee para la generación de energía y estableció regulaciones para que las compañías eléctricas pudieran trabajar juntas sin necesidad de tener múltiples conjuntos de líneas. Para cuando EE. UU. salió de la Segunda Guerra Mundial, las instalaciones de generación y distribución de energía ya estaban firmemente vinculadas, lo que ofrecía cobertura de carga máxima y energía de respaldo.
En la actualidad, hay tres redes en los Estados Unidos: la zona occidental, la zona oriental y la zona de Texas. Como estado, Texas participa en las tres redes y, en realidad, hay un área que limita con las tres en el extremo occidental del territorio. Canadá también participa en las redes occidentales y orientales, y tiene una zona de Quebec que es independiente. Si bien esta colaboración entre Canadá y los Estados Unidos ciertamente tiene sus beneficios, también significa que los apagones a gran escala, como el apagón del noreste de 1965 y su “continuación” en 2003, pueden extenderse más allá de nuestras fronteras nacionales colectivas.
La tecnología inteligente ahora está en línea
Las redes inteligentes modernas nos permiten evitar apagones generalizados. Además, las empresas de servicios públicos pueden lidiar con la carga variable y la generación distribuida, al mismo tiempo que mejoran el acceso de los clientes a la información sobre su propio consumo. El impulso que recibieron las redes inteligentes fue gracias al desarrollo de la lectura automática de medidores (AMR). Al usar medidores con capacidad AMR, los técnicos pueden pasar cerca del medidor, ya sea a pie o en un vehículo, para recibir datos de facturación y de otra índole de manera inalámbrica y sin inspección visual.
AMR ha evolucionado para convertirse en la infraestructura de medición avanzada (AMI), donde ya no se requiere un técnico en el sitio para llevar a cabo la lectura de los medidores, y la información se transmite desde y hacia la compañía eléctrica de forma automática. En una posible implementación de esta tecnología, los medidores forman una red en malla entre ellos para la transmisión local de datos. Luego, esta red se vincula a la compañía eléctrica a través de un dispositivo de retransmisión especializado que utiliza la red de datos móviles.
Este tipo de interfaz de datos en tiempo real significa que las compañías eléctricas pueden abordar con precisión las necesidades energéticas inmediatas y las tendencias generales. También les permite a los clientes monitorear el consumo y adaptar las actividades a fin de reducir sus facturas. Además, la capacidad de comunicación bidireccional permite que una empresa de servicios desconecte a los clientes por motivos de mantenimiento o facturación.
El futuro de las redes inteligentes
Una mayor proliferación de la tecnología de redes inteligentes contribuirá a un uso más eficiente de los recursos y a una menor probabilidad de apagones en cascada debido a fallas en los equipos. No obstante, dada la periodicidad de generación aproximada de esos apagones, los verdaderos beneficios pueden ser difíciles de determinar. Hoy en día, los apagones debido a fallas masivas en los equipos pueden ser inusuales, pero el desafío emergente del siglo XXI será lidiar con la naturaleza intermitente de las tecnologías de energía ecológica como la energía solar y eólica. El viento sopla como quiere y la luz del sol puede ser notoriamente caprichosa. Con la integración de la IA y big data, es posible que la red inteligente ayude a controlar esta imprevisibilidad.
Es probable que veamos más iniciativas como el programa EnergyWise de Duke Energy, donde los calentadores de agua, las bombas de piscina y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) se desconectan de forma temporal según la demanda. El sistema es lo suficientemente inteligente como para apagar primero el calentador de agua, cuyo efecto pasa desapercibido para los propietarios. Luego se apagan las bombas de piscina y, por último, los sistemas HVAC. Lo he usado durante años y no he notado ningún efecto, más allá de una factura de energía un poco más baja gracias a un crédito por inscribirse.
La integración de la generación de energía doméstica y las microrredes en la red eléctrica general requerirá de la coordinación entre las empresas de servicios públicos más grandes y una serie de actores más pequeños, todo ello tal vez facilitado por estos conceptos de redes inteligentes. Los propietarios de viviendas y negocios también pueden esperar más retroalimentación en tiempo real sobre su consumo y la generación de energía si eligen profundizar en su uso más allá de las facturas mensuales. Evolución de la tecnología de redes inteligentes: ¿Eficiencia más allá de la medición eléctrica?
La tecnología de redes inteligentes puede transformar nuestra relación con el consumo de energía en la próxima década, tanto en los Estados Unidos como a nivel internacional. Los datos fácilmente disponibles sobre el consumo de un edificio nos permiten hacer un mejor uso de nuestros recursos. Si bien las redes inteligentes, tal como se describen aquí, se refieren a la electricidad, es notable que la mayoría de los conceptos presentados también se puedan aplicar a la medición de gas y agua.
