¿Qué es la generación distribuida?
La generación distribuida (DG) se refiere a la generación eléctrica realizada por sistemas de energía a pequeña escala instalados cerca del consumidor de energía. Estos sistemas se denominan recursos energéticos distribuidos (DER) y suelen incluir paneles solares, pequeñas turbinas eólicas, pilas de combustible y sistemas de almacenamiento de energía.
Las plantas eléctricas convencionales y centralizadas requieren energía eléctrica para viajar 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 DG 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 en el sitio.
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Los recursos energéticos distribuidos abarcan una variedad 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:
- Microturbinas
- Pilas de combustible
- Energía solar fotovoltaica (PV solar)
- Turbinas de viento
- Combinación de calor y energía (CHP)
- Energía hidroeléctrica
- Almacenamiento en baterías
- Vehículos eléctricos (VE)
Microturbinas
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.
Pilas de combustible
Las pilas de combustible generan electricidad a través de un proceso termoquímico que suele emplear hidrógeno. Las pilas de combustible de hidrógeno se pueden emplear en vehículos eléctricos y se encuentran en centrales eléctricas.
Energía solar fotovoltaica (PV solar)
La energía solar fotovoltaica emplea el efecto fotovoltaico, la generación de voltaje tras la exposición a la energía solar, para crear electricidad. Un panel solar es un ejemplo común de un sistema fotovoltaico.
Turbinas de viento
Las turbinas eólicas DER también se conocen como turbinas eólicas distribuidas. Las instalaciones eólicas distribuidas varían en tamaño y capacidad de generación de electricidad. Pueden variar desde menos de 1 kilovatio hasta 100 kilovatios.
Combinación de calor y energía (CHP)
También conocida como cogeneración, la cogeneración es la producción simultánea de electricidad y calor a partir de una única fuente de energía. Las tecnologías de CHP pueden funcionar tanto con combustibles fósiles, como el gas natural, como con combustibles basados en energías renovables, como la biomasa.
Energía hidroeléctrica
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 las abundantes vías fluviales de la Tierra para hacer que la energía hidroeléctrica sea escalable y más fácil de desplegar en donde se necesita.
Almacenamiento en baterías
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.
Vehículos eléctricos (VE)
Los vehículos eléctricos pueden funcionar como recursos de energía distribuidos cuando se conectan a estaciones de carga. A través de la tecnología de vehículo a red (V2G), la energía no empleada almacenada en la batería del EV puede alimentar a una red eléctrica.
Los mecanismos de compensación de energía recompensan a los productores de energía por generar energía autoconsumida o enviar su energía de vuelta a la red eléctrica. Se encuentran entre varios incentivos para ayudar a compensar la alta inversión inicial de los sistemas de energía de generación distribuida. Los mecanismos que compensan a los productores con sistemas de energía renovable a un alto valor también pueden apoyar una mayor generación de energía limpia y la descarbonización.1
Existen tres mecanismos principales de compensación de energía para la generación distribuida:
Medición neta
Este mecanismo acredita a los propietarios del sistema de GD el exceso de energía que exportan a la red. Los propietarios pueden emplear estos créditos para consumir su electricidad en cualquier momento, no solo a medida que 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 condiciones meteorológicas adecuadas.
Tarifas de alimentación (FiT)
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 diseñados generalmente para fomentar el despliegue de tecnologías de energía renovable. Ganaron popularidad como soporte para sistemas solares fotovoltaicos en los Estados Unidos y parques eólicos en Alemania y Dinamarca.2
Acuerdos de compra de energía (PPA)
Un PPA es un contrato a largo plazo entre productores y compradores de energía. Este contrato define el precio que reciben los proveedores por cada megavatio-hora (MWh) de energía generada a partir de un activo energético, más comúnmente, un activo de energía renovable. Los PPA brindan certidumbre de flujo de caja a largo plazo para los proyectos de generación de energía y permiten a los propietarios de sistemas de generación distribuida beneficiarse de créditos fiscales.
Si bien los sistemas de energía de generación distribuida pueden estar fuera de la red, también pueden conectarse a redes energéticas locales a través de la interconexión. La interconexión requiere tecnología de apoyo como inversores, que convierten la electricidad de corriente continua (CC) en electricidad de corriente alterna (CA). Los DER, como la energía solar fotovoltaica y las turbinas eólicas, generan electricidad de corriente continua, mientras que la mayor parte de la transmisión y distribución de energía se produce mediante electricidad de corriente alterna.
Sin embargo, existen desafíos asociados a la interconexión. La mayoría de los sistemas de distribución de electricidad no se diseñaron para un flujo bidireccional. Se trata del flujo de electricidad desde las centrales eléctricas situadas en el centro hasta los consumidores y el 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 red inteligente, la infraestructura de medición avanzada (AMI), la previsión de carga y la coordinación entre reguladores, operadores de red y 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 los fenómenos meteorológicos extremos y los desastres naturales, que pueden causar cortes y perturbaciones del suministro eléctrico. Los recursos energéticos distribuidos mejoran la resiliencia del sistema eléctrico como opciones de respaldo para la generación de energía. Los DER también proporcionan flexibilidad a la red a medida que se agregan más fuentes de energía renovable, 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 total de generación de las centrales eléctricas y otros sistemas de generación de energía. Esto se puede evitar en gran medida moviendo el sistema de generación más cerca del consumidor con DER. Además, los DER y las microrredes son más flexibles y responden a la oferta y demanda de energía.
Los costos de la energía son volátiles: están sujetos a desastres naturales, condiciones del mercado y geopolítica. La energía distribuida suele verse menos afectada por estos factores de precio y también puede incluir créditos fiscales y compensaciones. Además, el despliegue de DER en ubicaciones de alta carga permite a las empresa de servicios públicos de electricidad retrasar la construcción de nuevos sistemas de generación de energía (o compensar los actuales). Esto puede reducir los costos del servicio eléctrico para todo el sistema.
La energía procedente de la generación distribuida no es necesariamente energía renovable. Sin embargo, la DG puede desempeñar un papel en el avance de los proyectos de energía renovable y los objetivos de sustentabilidad. Además, los sistemas de energía cercanos a los consumidores pueden reducir los impactos ambientales del transporte de energía (como las emisiones y la alteración del ecosistema).