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Ciencia & Tecnología

Consumidor final, clave para gestionar consumo eficiente de energía

Aplicar estrategias como el cambio de precio de la electricidad en diferentes horas del día podría beneficiar con un servicio más económico a los consumidores finales que respondan voluntariamente a esta dinámica del mercado.

Manizales, 18 de diciembre de 2019Agencia de Noticias UN-

Diseño experimental del sistema de respuesta a la demanda propuesto. Fotos: Juan Camilo Peña Noreña, estudiante de la Maestría en Ingeniería Eléctrica – UNAL Sede Manizales.

Esquema de sistemas eléctricos con participación activa de la demanda.

Diseño de mesa central y conexión de generación solar fotovoltaica.

Render 3D de la mesa de trabajo del sistema de respuesta activa de la demanda.

Interfaz gráfico del software LabVIEW®.

Esta es una de las recomendaciones contempladas en el modelo experimental propuesto por el estudiante Juan Camilo Peña Noreña, de la Maestría en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, el cual evalúa tanto la participación activa de los consumidores de electricidad en los mercados de energía como el control de cargas y la conexión de sistemas de generación de energía solar fotovoltaica.

Dicho modelo le permitiría al usuario final modificar el uso de electricidad con base en sus hábitos normales y contar con un programa de respuesta a los incentivos económicos y regulatorios.

Sin embargo, para que el usuario reciba una recompensa a cambio de modificar en tiempo real el consumo de energía se requieren ajustes técnicos que incluyen sistemas de control de cargas, infraestructura de medición inteligente y mecanismos de comunicación que permitan la interacción entre el operador de la red de energía eléctrica y el consumidor.

Para llegar a esta propuesta, el estudiante partió del planteamiento según el cual los nuevos modelos energéticos se basan en el autoconsumo, a través de la gestión inteligente de la energía y del empoderamiento del consumidor, por lo cual surge la necesidad de contar con herramientas de gestión para balancear la red, y con modelos de gestión de la demanda en entornos distribuidos.

Este modelo de demanda activa incluye la instalación de equipos de control y comunicación tanto del lado de los consumidores como de los productores y de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica.

Respuesta de la demanda

El modelo se compone por la demanda activa –es decir por la participación de los consumidores, quienes proporcionan flexibilidad y acuerdos de desconexión voluntaria de cargas–, el agregador, que es un agente intermediario entre la demanda y el mercado, y el operador del sistema de distribución, un actor crítico en el sistema, ya que las cargas se conectan directamente a la red de distribución y él debe garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de la red.

Este sistema de respuesta activa de la demanda de energía eléctrica permite conectar o desconectar cargas gestionables según la curva de demanda y las condiciones de la red. Además se propone el uso de un software que permite medir y controlar los consumos de electricidad con el propósito de influir en los hábitos de consumo del usuario final.

La herramienta tecnológica diseñada se compone de dos espacios principales: una mesa de trabajo central y un sistema de paneles solares.

El estudiante explica que “el sistema está compuesto por un tablero en acrílico que permite observar las conexiones internas de la red eléctrica de uso final, que cuenta con cargas de diferentes tipos, como iluminación en tecnologías led, fluorescente e incandescente; cargas variables, que simulan usuarios residenciales e industriales, y de un sistema de generación solar fotovoltaico”.

La red de comunicación está integrada por cuatro módems de comunicación PLC, que se realiza mediante línea de potencia y que se refiere a diferentes tecnologías que utilizan las líneas de transmisión de energía eléctrica convencionales como concentrador de datos, computador, un arduino y un grupo de relés, que son interruptores controlados por circuitos eléctricos.

Este sistema se complementa con una interfaz gráfica programada en el software LabVIEW®, la cual se comunica con las cargas para obtener la información de consumo por medio de la línea activa de potencia (PLC), mientras que la comunicación de control de cargas entre el software y los interruptores se establece con un arduino.

La interfaz obtiene la medida de consumo de energía de las cargas, datos de generación del sistema de energía solar fotovoltaico, simula curvas de demanda y curvas características de generación solar. “Además, es aquí donde el usuario asume el papel del agente agregador, con lo que puede realizar diferentes maniobras de gestión como la conexión o desconexión directa de cargas, limitar la potencia total de la demanda y establecer horarios de uso de la energía eléctrica, con lo que logra gestionar en tiempo real un sistema eléctrico”, explica el estudiante Peña.

Aplicar este modelo de demanda activa permitirá avanzar en la necesidad de satisfacer de manera sostenible y eficiente una carga eléctrica creciente, con picos altos de consumo que se producen durante pequeños lapsos de tiempo y que además se enfrenta a crecientes niveles de penetración de generación de energía renovable intermitente.

(Por: fin/LGH/MLA/LOF
)
N.° 46

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