¿Qué son las redes eléctricas inteligentes?

Pensar en un futuro en el que cada persona decida a quién comprarle la electricidad, cómo consumirla e incluso en producirla, es una de las revoluciones que se espera que haya en materia de electricidad en el mundo. Más aún, ¿te imaginas que tu propia casa fuera generadora de electricidad o que tu auto pudiera cargarse durante toda la noche y al otro día ser una fuente de energía? Esto, sin duda, es el futuro.

Tradicionalmente, la electricidad es producida en grandes centrales hidroeléctricas o termoeléctricas. Y las energías no renovables son las que mayormente se han utilizado para este fin. Una vez generada, se transmite por grandes distancias y se adecua para poder ser distribuida a las comunidades.

Este sistema, que se ha estado utilizando hasta la fecha, genera pérdidas de electricidad, ya sea por aspectos técnicos o no técnicos (como el robo de la luz). Además de que la calidad del servicio puede ser baja por el tiempo que pueden tardar en reponer una falla, existe un alto gasto de energías no renovables que contribuye a la generación de gases de efecto invernadero.

Frente a estas problemáticas, con la llegada del nuevo milenio apareció en el mundo el concepto de Redes Eléctricas Inteligentes (REI) o smart grids que hace referencia a un sistema integrado por los elementos del sistema eléctrico tradicional: generación, transmisión, distribución y comercialización de la electricidad, más un sistema de comunicaciones.

El doctor César Ángeles Camacho, del Instituto de Ingeniería de la UNAM, explicó que ha venido cambiando el paradigma de la red eléctrica, ya que se tenía un sistema vertical en el que una sola empresa controlaba la generación y transmisión e inclusive la distribución. Pero con las REI se espera que varias empresas realicen esta labor y el usuario tenga mayor poder de decisión sobre a quién consumirle la electricidad e interactúe con el propio sistema.

Infraestructura de una REI

De acuerdo con el Programa de Redes Inteligentes de la Secretaría de Energía, emitido en 2016, una REI debe mejorar el sistema eléctrico nacional a través de ser eficiente, seguro, flexible, resiliente, de calidad, confiable y sustentable. Ante todo debe ser capaz de reestructurarse y de recopilar información para conocer cuáles fueron las fallas que se dieron en el sistema y solucionarlas.

La arquitectura de una REI debe estar integrada (además de la generación, transmisión y distribución) por los clientes y un proveedor de servicios, quien supervisa los productos ofrecidos por terceros, como portales web que ofertan la electricidad a los clientes, la instalación y el mantenimiento.

Otros sistemas que son parte de este REI son la operación (que gestiona el flujo de electricidad de los distintos dominios de la red) y el mercado (que coordina a los que participan en el comercio de servicios energéticos dentro de la REI).

Estos elementos en conjunto le otorgarían a las REI mayores ventajas en cuanto a su funcionamiento, costo y eficiencia. Además de que se espera que puedan agregar el uso de energías renovables (como la solar, la eólica o la mareográfica) a su desarrollo.

Flexible y confiable

Para conformar una REI es necesaria la implementación de varios sistemas informáticos a la red eléctrica tradicional. Por ejemplo, aquellos que almacenen y analicen la información geográfica y estadística, así como el estado de la red eléctrica y de adquisición de datos para control y monitoreo de equipos de campo, además de softwares que otorguen la energía de manera segura, económica y confiable.

Se necesitan medidores inteligentes, sistemas de información de datos que permitan la comunicación entre los medidores y la empresa, así como un sistema de administración de datos que recopile la información de distintos servidores y la procese.

Además, se requiere de un sistema que indique la ubicación de cada trabajador, para saber qué actividad realiza y si pueden acudir a una emergencia; un sistema que administre las fallas de la red eléctrica, como lugar y magnitud, así como la automatización de la distribución de la energía, entre otros.

Toda la información que se recopile sería enviada a un centro de control para ser analizada, buscar fallas y ofrecer mejoras para el sistema. “Podemos usar esa información para operar la red eléctrica sola, sin necesidad de que haya un operador”, señaló el doctor Ángeles Camacho.

Seguridad y beneficios de las REI

Uno de los principales riesgos que corren este tipo de REI, es que al estar basadas en sistemas de comunicación pueden ser susceptibles de ser saboteadas o alteradas por hackers, con lo cual podrían tenerse apagones u otras fallas en el sistema.

Por el contrario, entre los principales beneficios de las REI están incrementar la participación de las energías renovables, con lo cual se lograría una reducción de los gases de efecto invernadero, lograr precios competitivos en materia de electricidad, mejorar la calidad y confiabilidad del servicio, auto reparación de las fallas del sistema eléctrico, automatización de mantenimiento y reparación del mismo, entre otras.

“Cuando la red no era inteligente, si había una falla en un transformador, la electricidad se iba en las casas que estaban conectadas a éste. La gente hablaba a Comisión Federal de Electricidad y ésta mandaba una plantilla a ver qué había pasado. La plantilla veía el transformador y hacia la corrección que se tuviera que hacer”, explicó el universitario.

• Una REI podría detectar y atender las fallas antes de que representen un problema para el usuario, es decir, después de segundos que empezó, realizar diagnósticos y mediciones del sistema.

La idea es que con apoyo de la tecnología se vea cuál fue la falla desde un centro de operación, el mismo transformador trate de repararla de manera automática y sólo si no puede hacerlo, enviaría una alerta al operador. Esto ya se consideraría como una acción secundaria, ya que la primaria sería que él mismo encienda sus protecciones. Este concepto es conocido como resiliencia, es decir, que el sistema se repare solo.

“La capacidad de que el sistema se repare solo permitirá que el usuario no se percate de que hubo un problema en el transformador. En caso de que éste falle, la red tiene que estar configurada para que los usuarios que estaban conectados se puedan conectar a otro, de manera instantánea.”