Publicado: 9 de junio de 2024
Colaboradores: Alexandra Jonker, Alice Gomstyn
La generación distribuida (GD) hace referencia a la generación de electricidad realizada por sistemas de energía a pequeña escala instalados cerca del consumidor de energía. Estos sistemas se denominan recursos energéticos distribuidos (DER) y comúnmente incluyen paneles solares, pequeñas turbinas eólicas, celdas de combustible y sistemas de almacenamiento de energía .
Las centrales eléctricas centralizadas convencionales requieren que la energía eléctrica recorra largas distancias a través de complejas líneas de transmisión. Los sistemas de generación distribuida están descentralizados y requieren poco o ningún transporte de energía a larga distancia. Los sistemas de GD pueden alimentar hogares y empresas individuales. También pueden conectarse a una microrred, que es una red a pequeña escala que alimenta un área localizada, como una universidad, un hospital o una base militar.
La generación distribuida ayuda a fortalecer la resiliencia de la red, disminuir el impacto ambiental de la generación de electricidad y aumentar la eficiencia energética. También se conoce como generación dispersa o generación in situ.
Los recursos energéticos distribuidos abarcan una amplia gama de tecnologías de generación de energía y sistemas de almacenamiento. Pueden funcionar tanto con fuentes de energía renovables como con combustibles fósiles. Algunos ejemplos comunes son:
Las microturbinas son pequeños motores de combustión que funcionan con biogás, gas natural, propano y otras fuentes de combustible. La mayoría produce entre 15 y 300 kilovatios de electricidad.
Las pilas de combustible generan electricidad a través de un proceso termoquímico que suele utilizar hidrógeno. Las pilas de combustible de hidrógeno pueden utilizarse en vehículos eléctricos y encontrarse en centrales eléctricas.
La energía solar FV utiliza el efecto fotovoltaico , la generación de voltaje por exposición a la energía solar, para crear electricidad. Un panel solar es un ejemplo común de un sistema fotovoltaico.
Los aerogeneradores DER también se conocen como viento distribuido. Las instalaciones eólicas distribuidas varían en tamaño y capacidad de generación de electricidad. Pueden oscilar entre menos de 1 kilovatio y 100 kilovatios.
También conocida como cogeneración, la CHP es la producción simultánea de electricidad y calor a partir de una única fuente de energía. Las tecnologías CHP pueden funcionar tanto con combustibles fósiles, como el gas natural, como con combustibles basados en energías renovables, como la biomasa.
Aunque no es tan común como otros recursos energéticos distribuidos, la energía hidroeléctrica distribuida está ganando terreno. La mayoría de las centrales hidroeléctricas convencionales son grandes y centralizadas, pero las nuevas tecnologías aprovechan los abundantes cursos de agua de la Tierra para hacer que la energía hidroeléctrica sea escalable y más fácil de desplegar allí donde se necesita.
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) reciben y almacenan energía de los DER para su uso posterior. Son clave para evitar interrupciones cuando se depende de fuentes de energía renovables intermitentes.
Los vehículos eléctricos pueden funcionar como recursos energéticos distribuidos cuando se conectan a estaciones de carga. A través de la tecnología de vehículo a red (V2G), la energía no utilizada que está almacenada en la batería del vehículo eléctrico se puede inyectar a una red eléctrica.
Los mecanismos de compensación energética recompensan a los productores de energía por generar energía autoconsumida o por devolver su energía a la red eléctrica. Son uno de los varios incentivos que ayudan a compensar la elevada inversión inicial de los sistemas de generación distribuida. Los mecanismos que compensan a los productores con sistemas de energía renovable de alto valor también pueden apoyar una mayor generación de energía limpia y descarbonización.1
Existen tres mecanismos principales de compensación de energía para la generación distribuida:
Este mecanismo acredita a los propietarios de los sistemas de GD el exceso de energía que exportan a la red. Los propietarios pueden utilizar estos créditos para consumir su electricidad en cualquier momento, no sólo cuando se genera. Esto hace que la medición neta sea especialmente atractiva para los propietarios de sistemas intermitentes de generación de energía, como paneles solares o turbinas eólicas, que dependen de unas condiciones meteorológicas adecuadas.
Las FiT son incentivos basados en el rendimiento que garantizan a los productores de energía precios superiores a los del mercado por la energía que generan y suministran a la red. Se trata de contratos a largo plazo generalmente diseñados para fomentar la implementación de tecnologías de energía renovable. Ganaron popularidad como apoyo a los sistemas solares fotovoltaicos en Estados Unidos y a los parques eólicos en Alemania y Dinamarca.2
Un PPA es un contrato a largo plazo entre productores y compradores de energía. Este contrato define el precio que los proveedores reciben por cada megavatio-hora (MWh) de energía generada a partir de un activo energético, más comúnmente, un activo energético renovable. Los PPA brindan certeza de flujo de caja a largo plazo para proyectos de generación de energía y permiten a los propietarios de sistemas de generación distribuida aprovechar los créditos fiscales.
Aunque los sistemas energéticos de generación distribuida pueden estar desconectados de la red, también pueden conectarse a las redes energéticas locales mediante interconexión. La interconexión requiere una tecnología de apoyo como los inversores, que convierten la electricidad de corriente continua (CC) en electricidad de corriente alterna (CA). Los DER, como la energía solar fotovoltaica y los aerogeneradores, generan electricidad en corriente continua, mientras que la mayor parte de la transmisión y distribución de energía se realiza a través de electricidad en corriente alterna.
Sin embargo, existen desafíos asociados con la interconexión. La mayoría de los sistemas de distribución de electricidad no fueron diseñados para flujo bidireccional. Se trata del flujo de electricidad desde las centrales eléctricas centralizadas a los consumidores y del flujo de electricidad desde los DER propiedad de los consumidores a una red. Como tal, la interconexión puede crear congestión en la red y aumentar el riesgo de apagones. Las tecnologías de redes inteligentes, la infraestructura de medición avanzada (AMI), la previsión de carga y la coordinación entre los reguladores, los operadores de red y los consumidores pueden ayudar a abordar estos desafíos.
La generación distribuida ofrece varios beneficios a los consumidores de energía, a los productores y al medio ambiente:
El cambio climático ha aumentado la frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos y desastres naturales, que pueden provocar cortes y perturbaciones del suministro eléctrico. Los recursos energéticos distribuidos mejoran la resistencia del sistema eléctrico como opciones de reserva para la generación de energía. Los DER también proporcionan flexibilidad a la red a medida que se añaden más fuentes de energía renovables, lo que ayuda a proporcionar fuentes de energía de respaldo cuando la generación de energía renovable es impredecible e intermitente.
La transmisión de energía puede reducir la capacidad de generación total de las centrales eléctricas y otros sistemas de generación de energía. Esto se puede evitar en gran medida acercando el sistema de generación al consumidor con DER. Además, los DER y las microrredes son más flexibles y responden a la oferta y la demanda de energía.
Los costes de la energía son volátiles y están sujetos a desastres naturales, condiciones del mercado y geopolítica. La energía distribuida se suele ver menos afectada por estos factores de precio y también puede venir acompañada de créditos y compensaciones fiscales. Además, la implementación de DER en lugares de alta carga permite a las empresas eléctricas retrasar la construcción de nuevos sistemas de generación de energía (o compensar los actuales). Esto puede reducir los costes del servicio eléctrico para todo el sistema.
La energía procedente de la generación distribuida no es necesariamente energía renovable. Sin embargo, la GD puede desempeñar un papel en el avance de proyectos de energía renovable y objetivos de sostenibilidad. Además, los sistemas energéticos cercanos a los consumidores pueden reducir los impactos ambientales del transporte de energía (como las emisiones y la alteración de los ecosistemas).
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La previsión de la potencia eléctrica es el proceso de predecir cuánta electricidad se necesitará en un momento dado y cómo afectará esa demanda a la red eléctrica.
La energía solar es una fuente de energía renovable que utiliza partículas de luz solar (fotones) para la producción de energía.
La energía eólica es un tipo de energía renovable que aprovecha la fuerza cinética del viento para generar electricidad.
Las microrredes son redes eléctricas a pequeña escala que funcionan de forma independiente para generar electricidad para una zona localizada, como un campus universitario, un complejo hospitalario o una base militar.
La capacidad de almacenar energía puede reducir los impactos ambientales de la producción y el consumo de energía y facilitar la expansión de la energía limpia y renovable.
Un PPA es un contrato a largo plazo que define el precio que recibe un proveedor de energía por cada MWh de energía generada a partir de un activo de energía renovable.
Notas a pie de página
1 “Energy Compensation Mechanisms for Distributed Generation” (enlace externo a ibm.com). El Laboratorio Nacional de Energías Renovables.
2 “Feed-in tariff: A policy tool encouraging deployment of renewable electricity technologies” (enlace externo a ibm.com). Administración de Información Energética de los Estados Unidos. 30 de mayo de 2013.