Quinn Jones, director de cuentas estratégicas, Digi International
01 de abril de 2020
La “red” es la red eléctrica que da servicio a todos los residentes, empresas y servicios de infraestructura de una ciudad. “La red eléctrica inteligente” es la siguiente generación de esos sistemas energéticos, que se han actualizado con tecnología de comunicaciones y conectividad para impulsar un uso más inteligente de los recursos.
Las tecnologías que hacen “inteligente” a la red energética habilitada por el IoT hoy en día, incluyen dispositivos inalámbricos como sensores, módulos de radio, entradas y routers. Estos dispositivos proporcionan la conectividad y las comunicaciones sofisticadas que permiten a los consumidores tomar mejores decisiones sobre el uso de la energía, a las ciudades ahorrar electricidad y gastos, y a las autoridades eléctricas restablecer más rápidamente la energía después de un apagón.
La tendencia actual es que los municipios se pasen a las tecnologías de redes eléctricas inteligentes por una serie de razones. Entre ellas, la necesidad de mejorar el uso de la energía, ofrecer un mejor servicio al cliente, a sus ciudadanos, prepararse para las catástrofes y actualizar tecnología anticuada cuyo mantenimiento es costoso. Además, los avances tecnológicos han hecho que la tecnología inalámbrica, tanto celular como de radiofrecuencia, sea asequible y fácil de utilizar en aplicaciones de redes inteligentes.
Según Scientific American, hay 200.000 millas de líneas de transmisión de alta tensión en Estados Unidos que transportan colectivamente más de un millón de megavatios de electricidad. El problema para Estados Unidos es que gran parte de esta infraestructura se construyó en el siglo XX en un proyecto multimillonario concebido y ejecutado en gran medida antes de la invención de Internet y, desde luego, antes de que la tecnología celular (y las tecnologías de radiofrecuencia) surgiera como un sustituto viable del costoso cable.
Red eléctrica inteligente en acción
Las empresas, los servicios y los ciudadanos particulares que necesitan electricidad de la red y que, por tanto, pueden beneficiarse de la adopción de tecnologías de red inteligente por parte de los municipios, abarcan a todos los residentes, servicios urbanos e instalaciones de infraestructuras críticas. Aunque no cubriremos todos los casos de uso, algunos ejemplos clave pueden ayudar a ilustrar el impacto del movimiento hacia la red inteligente.
La red inteligente permite a una compañía eléctrica evaluar el estado del sistema con mucho más detalle de lo que era posible anteriormente. Por ejemplo, con los contadores inteligentes la compañía eléctrica puede descubrir la demanda de energía en tiempo real con una granularidad y precisión que simplemente no es posible con tecnología antigua. Esto puede permitirles predecir mejor y responder a los aumentos repentinos de la demanda, lo que puede ayudar a prevenir los apagones.
En el caso de que se produzca un apagón, los dispositivos IoT que utilizan tecnología celular y de radiofrecuencia instalados en transformadores y subestaciones pueden redirigir automáticamente la energía. Esto puede permitir una solución más rápida y sencilla en lugar de tener que enviar personal de servicio en un camión cada vez que se corta la electricidad. Como se indica en SmartGrid.gov :
“Una red más inteligente añadirá resistencia a nuestro sistema de energía eléctrica y lo preparará mejor para hacer frente a emergencias como tormentas severas, terremotos, grandes erupciones solares y ataques terroristas. Gracias a su capacidad interactiva bidireccional, la red inteligente permitirá el redireccionamiento automático cuando los equipos fallen o se produzcan cortes”.
Esta idea de que la red inteligente mitigue los efectos de un ataque terrorista es interesante y un tema que trataremos más adelante en otra sección. Por ahora, sería informativo ver cómo la red inteligente puede beneficiar a una ciudad.
Cómo las ciudades inteligentes están adoptando la tecnología de red eléctrica inteligente
Ciudades inteligentes
Las aplicaciones dentro de las ciudades inteligentes son muy amplias, y abarcan desde el alumbrado urbano inteligente, la gestión de la energía y la gestión inteligente del tráfico hasta el tratamiento del agua y la gestión de las aguas residuales.
Los sensores de los semáforos pueden enviar información a una autoridad central para la toma de decisiones. Y lo que es mejor, con los sistemas de tráfico inteligentes, tanto el tráfico como el transporte público pueden gestionarse con rutas y semáforos para mejorar o eliminar la congestión.
Los sensores de IoT en las farolas también pueden ajustar el tiempo de apagado, encendido y brillo según las condiciones en tiempo real. Más o menos unos pocos vatios pueden no parecer mucho. Sin embargo, si tenemos en cuenta los miles o decenas de miles de farolas que puede haber en una ciudad, el ahorro y el impacto medioambiental se acumulan rápidamente. Esos mismos sensores también pueden enviar una alerta si una luz necesita mantenimiento. No es necesario esperar la llamada de un cliente enfadado que se queje de que las farolas están apagadas.
Además, con una sofisticada solución de gestión remota, los técnicos pueden solucionar el problema a distancia y determinar si es necesario enviar un camión o equipo de reparación. En el pasado, era inevitable enviar personal, una propuesta muy costosa comparada con un rápido arreglo del firmware o un reinicio desde un sistema de gestión en la oficina doméstica.
Los contadores inteligentes permiten la respuesta a la demanda, lo que a su vez permite a los propietarios de viviendas y empresas ver la información de precios en tiempo real para que puedan ajustar su uso de la energía en consecuencia. Por ejemplo, apagar el aire acondicionado o bajar el termostato en invierno. Sobre todo, los contadores inteligentes beneficiarán a los propietarios de coches eléctricos. Gracias a la información sobre los precios en tiempo real, los propietarios de vehículos eléctricos podrán recargar sus coches cuando la electricidad sea más barata y evitarán cargarlos, si es posible, durante las horas de máxima demanda.
Top tres beneficios de la red eléctrica inteligente
Energía renovable
Aunque las ventajas de la red inteligente son numerosas, los tres casos siguientes muestran lo útil que puede ser una red eléctrica actualizada.
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La red eléctrica inteligente permite la generación de energía renovable
Las redes eléctricas tradicionales están diseñadas para transmitir la electricidad desde una gran central eléctrica centralizada a una amplia red de hogares y empresas de la zona. En este momento, la red eléctrica no está diseñada para aceptar los aportes de los hogares y las empresas que generan energía mediante paneles solares o molinos de viento. Una red inteligente está diseñada para aceptar energía procedente de recursos renovables.
Lo más importante es que la red inteligente, junto con los contadores inteligentes habilitados de forma inalámbrica, puede hacer un seguimiento de la cantidad de energía que genera un establecimiento que hace uso de fuentes renovables y reembolsar en consecuencia. La red inteligente también permite controlar los paneles y equipos solares.
Anteriormente mencionamos que una red inteligente puede mitigar los efectos de una catástrofe como un ataque terrorista o un desastre natural en una central eléctrica, algo que es posible gracias a la generación descentralizada de energía. En el modelo tradicional, un pequeño número de centrales eléctricas alimentaba una ciudad. Esto hacía que estos servicios fueran vulnerables a amenazas que provocaran apagones generalizados y escasez de energía. Con un modelo descentralizado, incluso si la central eléctrica centralizada se desconecta, múltiples fuentes alternativas, incluidas la eólica y la solar, pueden suplir los recursos de la red. Este sistema descentralizado es mucho más difícil de desconectar y puede proporcionar una robustez que no es posible cuando una planta alimenta a toda una ciudad.
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Mejor facturación, mejores predicciones
Los contadores inteligentes ofrecen dos ventajas. En primer lugar, a través de los dispositivos inalámbricos del IoT pueden recoger una enorme cantidad de datos, datos a los que las empresas de servicios públicos nunca han tenido acceso antes. Las empresas de servicios pueden utilizar esa información para prever mejor cuándo será la demanda de electricidad y en qué zonas será mayor.
En segundo lugar, para los consumidores la red inteligente significa una facturación y uso más eficiente. Antes, los costos de la electricidad durante los picos de demanda se promediaban entre comunidades y barrios. Ahora, si usted utiliza la electricidad cuando las tarifas son altas, se le facturará por ello. Y si apagas los aparatos y ahorras electricidad, tu factura bajará en consecuencia. Esto aumenta el incentivo para que todo el mundo haga un uso responsable de la electricidad.
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La red inteligente es más resistente
Un informe del DOE (Departamento de Energía) de EE.UU. sugiere que cada año los cortes de electricidad en Estados Unidos cuestan a las empresas unos 150.000 millones de dólares. Aunque esto es sólo una estimación, aunque sólo se pierdan 50.000 millones al año, estos cortes son un problema que hay que resolver.
Con la tecnología de redes inteligentes, la energía puede desviarse automáticamente en cuanto se produce un apagón, minimizando los efectos en los hogares y las empresas. Los sensores del IoT también pueden informar sobre el estado de los equipos para que se puedan reparar antes de que fallen. Las empresas de servicios públicos pueden notificar a sus clientes (por correo electrónico o en las redes sociales) cuando hay un apagón en lugar de responder a las llamadas de los clientes que informan de los cortes.
La red inteligente como soporte de la ciudad inteligente moderna
Red inteligente, IoT
Según la Asociación de Industrias de la Energía Solar, en 2018 Estados Unidos tenía instalados suficientes paneles solares para abastecer a 12,3 millones de hogares estadounidenses. Desde 2013, la energía solar ha sido siempre la primera o la segunda fuente de energía más añadida en Estados Unidos, en términos de capacidad total de generación. Las ciudades son cada vez más conscientes de lo importante que es generar electricidad a partir de fuentes renovables y el apoyo a toda esa energía generada a partir de métodos renovables requiere la red eléctrica inteligente. Una red eléctrica actualizada también será incluso más esencial cuanto más hogares adquieran un coche eléctrico que deba ser cargado.
Red inteligente para el futuro
La tecnología de red inteligente puede expresarse en una sola frase: una nueva red eléctrica con comunicación bidireccional. Por primera vez, las empresas y los consumidores pueden obtener información de facturación en tiempo real, mientras que las empresas de servicios públicos pueden satisfacer mejor las necesidades de sus clientes al reaccionar ante los picos de demanda y solucionar o gestionar los apagones y otros problemas. La red inteligente es resistente, eficiente y ecológica, lo que es bueno para el consumidor, la empresa de servicios públicos y el medio ambiente. La tecnología inalámbrica sustituirá a los miles de kilómetros de cable que se habrían necesitado para hacer avanzar la red inteligente hasta donde está hoy.
Artículo Original: https://www.digi.com/blog/post/what-is-the-smart-grid-and-how-enabled-by-iot