SMART GRID EN COLOMBIA

SMART GRID IN COLOMBIA

Palabras Claves: Smart Grid, eficiencia, desarrollo, tecnología, energía eléctrica,

sostenibilidad.

Keywords: Smart Grid, efficiency, development, technology, power, sustainability.

Resumen: Las Smart Grid son los sistemas de potencia del futuro, estas hacen participes a

todos los agentes relacionados con la energía eléctrica de forma eficiente, obteniendo el

mayor provecho de los recursos energéticos posibles, permitiendo la convergencia de varios

factores que buscan que el sistema eléctrico sea auto sostenible, de menor costo y con

mayor fiabilidad. En el presente articulo, se dará a conocer a la comunidad Universitaria

algunos conceptos de Smart Grid, los avances que ha tenido en algunas partes del mundo y

su incorporación Colombia, donde se exponen sus principales componentes, herramientas y

entes que están investigando este desarrollo en el país.

Summary: The Smart Grid is the power system of the future, they do involve all actors

dealing with electricity efficiently, getting the most out of energy resources possible,

enabling the convergence of several factors seeking that the electrical system is self-

sustainable, lower cost and more reliably. In this paper, we shall inform the University

community of Smart Grid concepts, the advances made in some parts of the world and its

incorporation Colombia, which displays its main components, tools and authorities who are

investigating this development the country.

I. INTRODUCCIÓN:

El auge de la tecnología en el mundo hace

que cada día se desarrollen nuevas

alternativas sobre todo en la creación de

fuentes alternas de energía diferentes a las

fósiles no renovables no sólo por costo,

sino por sostenibilidad ambiental. Lo que

nos lleva con el paso de los tiempos a una

realidad cercana que nos revela que el crecimiento de la demanda energética esta de

forma acelerada en los últimos años, seguido

de nuevos desafíos para los sistemas de

potencia como la incorporación de los

vehículos eléctricos y las energías renovables,

que han abierto las puertas para nuevas

herramientas como las Smart Grids (redes

inteligentes), estas redes agrupan de manera

inteligente los generadores de electricidad, los

consumidores y los que son ambas cosas a la

vez (Potter, 2010). Muchos países han comenzado a

desarrollar Smart Grids para dotar de

inteligencia sus redes y lograr satisfacer la

demanda energética creciente, pero

reduciendo cada vez más el impacto al

medio ambiente por medio de energías

renovables en la generación, transmisión y

distribución de energía eléctrica. (Ver Fig 1)

En Colombia se ha empezado en la

creación y puesta en operación de redes

inteligentes con la participación de

compañías expertas en el desarrollo

tecnológico del sector eléctrico y por

supuesto las principales compañías

electrificadoras colombianas, directamente

implicadas en el proyecto. Tendremos

como base, las implementaciones que se

han realizado en otros países, las ventajas

del mismo, y analizaremos los avances que

se han hecho en nuestro país, se presentará

un análisis de los principales elementos y

herramientas tecnológicas de las redes

inteligentes que serían aplicables en el

futuro para el país, con beneficios en la

generación, transmisión y distribución de

energía eléctrica.

Figura 1. Smart Grid

II. METODOLOGÍA

Para llevar a cabo el análisis planteado

anteriormente, se realizo una investigación

en varias fuentes que citan conceptos,

implementaciones, experimentos y

aplicaciones de Smart Grid (Redes

Inteligentes), en países Europeos y otros a

nivel de Latinoamérica, se citaran algunos

conceptos como a su vez entes que están

investigando y proponiendo esta

tecnología de Redes Inteligentes en

Colombia.

A. ¿QUÉ ES SMART GRID?

Smart grid es un término inglés que puede

traducirse por Red de distribución de

energía eléctrica "inteligente" ya que

utiliza la tecnología informática para

optimizar la producción y la distribución de

Electricidad con el fin de equilibrar mejor

la oferta y la demanda entre productores y

consumidores. El término red inteligente se

asocia a menudo con el concepto de

Medidores inteligentes capaces de ofrecer

una facturación detallada por franjas

horarias lo que permitiría a los

consumidores no solo el elegir las mejores

tarifas entre las diferentes empresas

eléctricas, sino también discernir entre las

horas de consumo, lo que permitiría un

mejor uso de la red.

La irrupción de las energías renovables en

el panorama energético ha cambiado

notablemente los flujos de energía en la red

eléctrica, ahora los usuarios no sólo

consumen sino que también producen

electricidad a través de la misma red. En

resumen Smart Grid son redes Eléctricas

que pueden integrar inteligentemente el

desempeño y las acciones de todos los

usuarios conectados, desde la generación

hasta el consumidor final, con el fin de

garantizar eficiencia, sostenibilidad,

economía y seguridad en el servicio de

energía eléctrica. (Ver Fig.2)

Figura 2. Energía Bidireccional

B. SMART GRIDS Y LA EFICIENCIA

ENERGETICA

La evolución de las nuevas tecnologías va

alcanzando a todos los sectores y ahora le

toca el turno al sector eléctrico, uno de los

más importantes y que necesita nuevos

modelos que permitan un uso más eficiente

de la energía, acorde con los tiempos que

corren. El modelo clásico, centralizado de

las centrales eléctricas, no se ajusta a las

energías renovables, ya que estas no

proporcionan un flujo constante de energía

“dependen del sol, del viento”.

La idea es que se creen unas centrales

eléctricas inteligentes distribuidas capaces

de suministrar energía de forma dinámica

dentro de lo que denomina red inteligente o

Smart Grid.

Una de las características más importantes

que diferencia una red eléctrica inteligente

de una tradicional es su capacidad de

soportar un flujo de energía bidireccional,

es decir, de pasar del esquema en que el

flujo de energía va solo desde las grandes

plantas de generación hacia los usuarios

finales, particulares o industriales a otro

que incorpora y aprovecha la capacidad de

almacenamiento y generación distribuida,

con un rol activo para los usuarios, en el

que son capaces de proveer energía a otros

usuarios. (Ver Fig. 3)

Figura 3. Smart Grid, (a) Red Eléctrica

Tradicional, (b) Red Eléctrica Inteligente

Para conseguir este objetivo es necesario

un reparto óptimo de la energía que

implicaría bien su almacenamiento cuando

existe un excedente (algo realmente

complejo y costoso) o una restructuración

del sistema actual para adaptarse a la

demanda de forma flexible aprovechando

las tecnologías existentes.

La solución pasa por implicar al usuario

consumidor, que tiene un papel muy

importante, ya que se convierte en un

elemento más dentro de la red inteligente.

La idea es que las tarifas sean dinámicas,

variando su precio en función de la

demanda y siendo el usuario conocedor de

las mismas en tiempo real. Para conseguir

eso, se añadirían en los hogares unos

dispositivos inteligentes (Smart Meters)

(Ver Fig. 4), que vendrían a remplazar a

los clásicos contadores y que son capaces

de informar en cada momento del precio de

la energía que consumimos. Pero no solo

visualmente, sino también a través de un

protocolo informático, algo que se podría

combinar con aparatos eléctricos y

electrónicos inteligentes que se activarían

cuando el consumo fuera más favorable,

con el consiguiente ahorro energético.

Figura 4. Medidores Inteligentes

C. SMART GRID EN EL USO DE

ENERGÍAS RENOVABLES

Las fuentes renovables de energía de alta

aplicabilidad en el país, como la generación

solar y eólica son de características

intermitentes. Por razones como éstas, los

Smart Meters y los métodos de

almacenamiento de energía son partícipes

en las redes inteligentes, principalmente

por permitirle a los generadores eólicos y

solares seguir conectados a la red, aunque

la demanda sea poca, almacenando así la

energía para los momentos de mayor

consumo. Las redes inteligentes utilizarían

métodos de almacenamiento como por

ejemplo, hidroelectricidad bombeada,

donde en las horas valle se bombea agua

hasta un lugar a mayor altura, de manera

que ésta se descargue a un generador

durante las horas pico.

Las redes inteligentes aportarían a fuentes

de energías renovables el ejercicio de

participar a gran escala en la generación de

electricidad, porque con las condiciones

actuales es difícil que estos métodos

reemplacen a los actuales basados en

carbón y gas. Algunos métodos de

almacenamiento que las Smart Grids

proponen son: baterías, almacenamiento

con aire comprimido, volantes de inercia,

supercondensadores y métodos de

almacenamiento de energía solar. (Ver

Fig.5)

Figura 5. Fotoceldas Solares

D. VENTAJAS Y APLICACIONES DE

LOS ELEMENTOS

TECNOLOGICOS DE LAS SMART

GRIDS

En Colombia se ha comenzado con la

incorporación de algunos de estos

desarrollos, como los PMUs instalados

actualmente en el sistema de potencia, los

cuales permiten adquirir práctica en el

manejo de fasores para medición

sincronizada, para que cuando se decida

desarrollar a gran escala estas tecnologías

se tenga buena experiencia. (Ver Fig.6)

Figura 6. Esquema de Sistema de

Medición Fasorial (uso de PMUs)

Smart Grid usa otros elementos importantes

también como lo son los FACTS

(Flexible AC Transmission System-

Sistema de Trasmisión AC Flexible),

electrodomésticos inteligentes, Smart

Meters, redes de área doméstica y

protocolos de comunicaciones. (Ver Fig. 7)

Figura.7 Red Inteligente de Área

Domestica

E. LAS REDES INTELIGENTES SE

ESTAN TOMANDO EL PLANETA

Se encontraron varias fuentes, en las que

citan grandes y pequeños avances en Smart

Grid, traemos a colación algunas de ellas:

1. Perú; INDRA diseña plan estratégico

para la implementación de las redes

inteligentes en Perú. Indra, una de las

principales multinacionales de

Tecnologías de la Información de

Europa y Latinoamérica, ha diseñado

para la administración peruana el plan

estratégico para la implementación en

el sistema eléctrico de este país de las

Smart Grids (o Redes Inteligentes). La

compañía ha ganado un contrato con el

Organismo Supervisor de la Inversión

en Energía y Minería, OSINERGMIN.

2. Isla Canarias, Endesa y el Instituto

Tecnológico de Canarias (ITC), han

suscrito un Convenio de Colaboración

para el estudio técnico y económico de

desarrollo de una micro red inteligente

(Smart Grid) en la isla de La Graciosa.

El objetivo es incrementar la eficiencia

energética y optimizar la utilización de

las fuentes de energía renovables en

esta Isla, situada frente a la costa de

Lanzarote, convirtiéndola en una isla

sostenible. (Ver Fig.8)

Figura 8. Smartcity Isla Canarias

3. La Smartcity Málaga fue la primera

ciudad inteligente promovida por

Endesa en 2009 en la que participan 11

empresas, 14 centros de investigación y

cinco organismos oficiales, de la que se

benefician 300 clientes industriales, 900

empresas de servicios y 12.000 clientes

domésticos y que se ha convertido en

referente a nivel mundial como modelo

de gestión energética en las grandes

ciudades. El proyecto permitirá el

ahorro de un 20% del consumo

energético, lo que representa evitar la

emisión de 6.000 toneladas anuales de

CO2. (Ver Fig.8)

Figura 8. Smartcity Málaga

F. AVANCES EN COLOMBIA

En Colombia ya se realizó un estudio

donde se evaluaba la pertinencia de la

introducción de nuevas Tecnologías en

especifico los FACts como parte de la

“Mejoramiento de la red de transmisión

Nacional con la utilización de Nuevas

Tecnologías” realizado por la UPME que

arroja los siguientes resultados: - La zona

de la Costa Atlántica tiende a disminuir las

importaciones en el tiempo debido al

aumento de la generación térmica requerida

para el suministro de la demanda en todo el

País.

Desde el punto de vista económico no es

viable instalar equipos FACTS

en esta área ya que no se utilizará toda la

capacidad de importación del

área en un futuro.- La zona de Bogotá

presenta un aumento de sus importaciones

en el tiempo, con lo cual se obtienen altos

beneficios al aumentar su capacidad de

importación. La instalación de un SVC no

mejora sensiblemente la capacidad de

importación del área.- La zona del Sur-

Occidente utiliza con alta frecuencia la

capacidad de importación, particularmente

con la entrada en operación del refuerzo a

la interconexión Colombia – Ecuador que

aumentará a 500 MW la capacidad de

exportación de Colombia. La instalación de

equipos FACTS en el Sur-occidente es

altamente atractiva ya que adicional al

aumento de la capacidad de exportación a

Ecuador, no se tienen previstos proyectos

de generación adicionales en el área. Los

resultados del mencionado estudio abren la

posibilidad de la transición hacia una red

más moderna en Colombia. (fuente: Plan

de expansión de la Transmisión. UPME,

Colombia)

Por otro lado, como un avance en nuestro

país y una apuesta al desarrollo de las

energías renovables, Empresas Publicas de

Medellín (EPM) junto con dos empresas

privadas, un resguardo (jurisdicción)

indígena y las municipalidades de Uribía y

Manaure, que constituyeron la sociedad

prestadora de servicios públicos Wayuu

ESP, se dio a la tarea de diseñar y construir

el primer parque Eólico en Colombia

ubicado en la alta guajira llamado

Jepirachi, en lo que constituye una decisión

trascendental para el desarrollo de nuevas

alternativas para la generación eléctrica en

Colombia.(Ver Fig.8)

Figura 8. Parque Eólico Jepirachi- Guajira

G. ENTES QUE LE APUESTAN A

LAS REDES INTELIGENTES EN

COLOMBIA

Son varios entes que en nuestro país le

apuestan a este gran desarrollo, realizan

investigaciones y proponen proyectos al

gobierno, esto con el fin que en nuestro

país se empiecen a implementar las redes

inteligentes, (Ver Fig.9)

Figura 9. Logos de algunas Empresas

Colombianas

Dentro de estos encontramos Colombia

Inteligente, fue creada por un grupo de

entidades vinculadas al sector eléctrico y

TIC, conformado por el Comité Asesor de

Comercialización (CAC); el Consejo

Nacional de Operación (CON); El Comité

Colombiano de la CIER (COCIER) el

Centro de Investigación y Desarrollo

Tecnológico del Sector Eléctrico (CIDET);

el Centro de Investigación de las

Telecomunicaciones (CINTEL); y XM

Compañía de Expertos en Mercados.

Colombia Inteligente, en días anteriores

presentó la iniciativa Proyecto Nacional de

Redes Inteligentes (Smart Grid), propende

por el desarrollo e incorporación de

mejores prácticas y tecnologías Smart Grid

en el sistema eléctrico colombiano.

El proyecto se presentó frente a

representantes de empresas y entidades del

sector TIC, quienes demostraron su interés

por convertirse en aliados estratégicos que

impulsen esta iniciativa intersectorial.

La iniciativa está orientada a responder los

retos energéticos del país mediante el

establecimiento de lineamientos, políticas y

estrategias para su óptimo desarrollo. Es

una mirada a la evolución de los sistemas

eléctricos actuales, trabajando de manera

intersectorial, con la contribución activa de

las empresas y entidades del sector TIC y

Eléctrico, cuyo fin es mejorar la eficiencia

y asegurar el suministro eficiente de la

energía eléctrica.

Citamos su pagina web

www.colombiainteligente.com.co, en la que se

encuentra una banco de información, en el

que citan documentos de trabajo con cada

uno de los procesos que se llevarán a cabo

para evaluar nuestra red eléctrica actual,

que elementos se tendrán que implementar,

algunas mejoras o cambios que deban

hacer, esta es una de las compañías que

mas esta interesada y al frente de esta

iniciativa junto con la colaboración de las

empresas generadoras de energía eléctrica.

Adicional a esto ellos publican unos

boletines mensuales aproximadamente en

donde muestran los avances que han venido

desarrollando en cada uno de los procesos

que se han planteado para lograr la

implementación de las redes inteligentes en

nuestro país. Todos le apuestan a nueva

generación en la que los Colombianos

seamos generadores de nuestra propia

energía, seamos usuarios activos,

tengamos un medio ambiente sostenible

que permita y contribuya a un mejor

desarrollo social, económico y ambiental.

III.CONCLUSIONES

Las redes inteligentes tienen la característica de adaptarse fácilmente a

las instalaciones y estructuras actuales.

Para el caso Colombiano éstas se

acoplarían adecuadamente con el

sistema interconectado nacional,

complementándolo cada vez más con

mejores características; las Smart Grids

a diferencia de otras tecnologías, no

necesitan para su incorporación

reemplazar toda la infraestructura

actual, porque estas redes se diseñan

con la capacidad de ser compatibles con

otras tecnologías que se tengan

instaladas.

La redes inteligentes buscan

flexibilidad y convergencia en los servicios eléctricos actuales, lo que nos

lleva a optimizar los recursos bilógicos,

físicos y económicos, haciendo que los

usuarios seamos entes activos en la

generación de energía y asi de esta

manera contribuir en un medio

ambiente sostenible.

Con el presente trabajo se pretende

informar un poco al estudiante

Universitario, o al Colombiano común,

de los grandes cambios que se están

generando en nuestro país, de los cuales

entre muy poco seremos participes. Lo

más importante es entender que esto es

un beneficio mutuo que contribuirá el

mejor desarrollo de nuestro país, ya que

permitirá su escabilidad como un país

desarrollado frente a este tema.

La introducción de fuentes de generación distribuidas en especifico

fuentes renovables como el parque

eólico Jepirachi y su interconexión a un

línea de transmisión son un gran

laboratorio y brindan la experiencia y

trasferencia tecnológica necesaria para

permitir la interconexión masiva de este

tipo de generación a nuestro sistema de

transmisión y distribución Nacional

permitiendo así acercarse un poco mas

a la visión de una red “Smart Grid”.

En Colombia aun no contamos con una Red Smart Grid, en países Europeos es

donde se encuentra la mayor

concentración de estas redes desde hace

varios años y en donde los procesos de

investigación y pruebas en laboratorio

son mas profundas.

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