Las Smart Grids, también conocidas como redes energéticas inteligentes, son sistemas de redes eléctricas basadas en tecnologías avanzadas que incorporan las tecnologías de la información y la comunicación. Teniendo en cuenta que el suministro de energía eléctrica es una necesidad básica en cualquier comunidad, el desarrollo de las smart grids plantea un horizonte de mejora en cuanto a bidireccionalidad, información al usuario, medición y por supuesto descarbonización energética.
¿Qué es una Smart Grid?
Una Smart Grid o red energética inteligente es una red eléctrica que integra tecnologías avanzadas de la información y la comunicación (TIC) para optimizar la generación, transmisión, distribución y consumo de energía eléctrica.
Estas redes inteligentes permiten un flujo de energía bidireccional y contienen una infraestructura de medición capaz de auto-repararse, resistente a ataques, capaz de pronosticar comportamientos futuros y también con capacidad de responder a circunstancias de gran alcance.
Estructura de una Smart Grid. Fuente: ICAEN
Las Smart Grids contribuyen al desarrollo urbano sostenible ya que:
- Proporcionan información sobre el uso de energía a los consumidores finales.
- Facilitan a los consumidores generar y consumir su propia energía.
- Mejoran el entorno físico y la operación económica del sistema eléctrico, reduciendo sus pérdidas.
- Ayudan a los gobiernos a cumplir objetivos de reducción de carbono y estimular económicamente a diversos sectores.
- Solucionan los principales problemas en la red existente, como la entrega limitada, el alto costo de corte de energía y lentitud en comunicaciones.
Finalmente, también son un componente esencial en las ciudades inteligentes o Smart Cities, ya que el suministro de energía eléctrica es una necesidad básica en cualquier comunidad.
Funcionamiento de las Smart Grids
Una red energética inteligente utiliza dispositivos inteligentes como medidores inteligentes para el monitoreo, dispositivos inteligentes de almacenamiento de energía, dispositivos de regulación para monitoreo de la calidad de la energía, etc. Una Smart Grid proporciona un canal bidireccional para la transferencia de energía, ya que puede comunicarse tanto con la red convencional como con las no convencionales.
A la hora de diseñar y desarrollar Smart Grids, debemos asegurarnos que podrá contribuir a:
- Descarbonización de las fuentes de energía: Las fuentes de energía futuras deben llevar a cabo la transición de los combustibles fósiles a las energías renovables como la eólica y la solar para reducir las emisiones de carbono a la atmósfera.
- Mejora de la eficiencia en los procesos de conversión y usos finales: Las Smart Grids deben mejorar significativamente la eficiencia en todos los aspectos de los procesos de generación, transmisión y utilización de electricidad. La gestión de la energía del uso final ayuda a que la energía se utilice de forma más eficiente mediante una gestión más inteligente.
- Transporte limpio. El transporte representa una cuarta parte de las emisiones totales de carbono en Estados Unidos y otros países avanzados, sólo superado por la electricidad. Los vehículos eléctricos, junto con las redes futuras descarbonizadas, ayudarán a transformar los modos de transporte existentes en un transporte limpio y sostenible.
Integración con tecnologías de producción de energía renovable
En cuanto al impulso de las fuentes de energía renovables, las Smart Grids pueden contribuir de varias formas:
- Integración de energía renovable: facilitan la integración de fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, en la red eléctrica. Estas tecnologías permiten una mejor gestión de la variabilidad inherente de estas fuentes de energía intermitentes, lo que ayuda a equilibrar la oferta y la demanda de electricidad.
- Gestión de la demanda y almacenamiento de energía: permiten una gestión más activa de la demanda de energía, lo que implica ajustar los patrones de consumo para que coincidan con la disponibilidad de energía renovable. Además, facilitan el uso de tecnologías de almacenamiento de energía, como baterías, para almacenar el exceso de energía generada por fuentes renovables durante los períodos de baja demanda.
- Redes inteligentes de distribución: emplean tecnologías avanzadas de monitorización y control en las redes de distribución eléctrica, lo que permite una mayor flexibilidad y capacidad de adaptación. Esto es crucial para integrar de manera eficiente la energía renovable distribuida, como la generada por sistemas fotovoltaicos residenciales o parques eólicos locales.
La importancia de la medición o metering
Como ya hemos mencionado anteriormente, la medición juega un papel esencial en las Smart Grids, y permite un monitoreo preciso del estado del sistema. Los contadores inteligentes o smart meters son uno de sus componentes centrales y constan de subsistemas de detección, computación y comunicación. Este tipo de elementos proporcionan información sobre las cargas, es decir, sobre los flujos de energía de la red.
Por otra parte, la interoperabilidad es un factor clave en los contadores inteligentes, y es necesaria para que una Smart Grid pueda funcionar correctamente.
Smart Grids en la descarbonización
La descarbonización energética es un hito en el que se están volcando muchos esfuerzos a nivel internacional, siendo uno de los pilares de la sostenibilidad en el sector. La contribución de las smart grids radica en la capacidad para gestionar la variabilidad de las energías renovables, optimizar la operación del sistema eléctrico, fomentar la integración de la electrificación en sectores clave y promover la eficiencia energética a través de la monitorización y control avanzados del consumo de energía.
Estas funcionalidades permiten una transición hacia un sistema energético más sostenible, en el que los edificios de bajo consumo energético tienen un papel esencial, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorando la eficiencia en la utilización de los recursos energéticos.
En conclusión, las Smart Grids representan un avance significativo en la gestión y optimización de las redes eléctricas, ofreciendo una serie de beneficios que van desde la mejora en la eficiencia y fiabilidad del suministro de energía hasta la reducción de las emisiones de carbono. Su capacidad para integrar tecnologías avanzadas de información y comunicación permite una gestión más inteligente de la demanda y la oferta de energía, facilitando así la transición hacia un sistema energético más sostenible y resiliente.
