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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: OPTIMIZACIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA BAJO SMART-GRIDS

POR: ANDRES FELIPE ZAPATA HERNANDEZ DAVID ESTEBAN LONDOÑO ZAPATA

ASIGNATURA: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN

GRUPO: 021

DOCENTE: MARGARITA RAMIREZ

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA PASCUAL BRAVO FACULTAD DE INGENIERÍA TECNOLOGÍA ELÉCTRICA MEDELLIN 2018

Optimización de la energía eléctrica bajo Smart-grids Planteamiento del problema Las perspectivas mundiales en el mercado de las Smart grids son favorables. Cuenta con un crecimiento medio anual de un 26% hasta 2017. El volumen global del mercado se incrementará desde los 23.970 M$ en 2010 hasta los 125.150 M$ en 2017. Respecto al ámbito de desarrollo mundial, actualmente las mayores inversiones se efectúan en Estados Unidos y en la Unión Europea (aproximadamente un 70% del total). En cambio, ya en 2017, se verá disminuido el peso de estas regiones hasta un 12% del total, mientras que países en vías de desarrollo, sobre todo en Asia y Latinoamérica, pasarán a ser el mayor mercado de esa tecnología. (Catalunya, 2013). El 80 % de la energía producida a nivel mundial proviene de los combustibles fósiles, los cuales contribuyen directamente al deterioro del medio ambiente, emitiendo el mismo porcentaje de gases tipo invernadero, creando calentamiento global. Las Smart grids están empezando a ser vistas como la panacea para mitigar el impacto del cambio climático. De hecho, las fuentes de energía renovable tan solo abastecen el 15-20 % de la demanda energética actual. Sistemas eléctricos adaptados con estas nuevas Tecnologías a pequeña escala son costo-efectivas para proveer electricidad en áreas remotas y rurales. Ya que la falta del servicio básico de energía. Impacta las comunidades rurales representadas con el 85 % de las zonas con pobreza energética. Colombia ocupa el séptimo lugar en el ranking de 26 países que hacen los mayores esfuerzos para fomentar el crecimiento de las energías limpias o bajas en carbono. La baja inversión en materia de energía renovables y la poca financiación de proyectos verdes impiden posicionarnos mucho mejor. (berrio & zuluaga, 2014). El factor que más aporta a nuestra ubicación en el ranking mundial es que dependemos el 69.9% de energía eléctrica producida en centrales hidroeléctricas, que nos permite ser un país con tendencia a energías limpias, los lugares de generación, por lo general están ubicados a grandes distancias de los consumidores, con obras de infraestructura realizadas hace muchos años y por lo tanto con una tecnología y prestaciones poco eficientes. Así como en el campo de las telecomunicaciones ha habido muchos cambios e inversiones, no se han implementado en el sector eléctrico que sigue funcionando con instalaciones y servicios de años atrás. Aumentando significativamente la cantidad de pérdidas de potencia por el concepto de transmisión y distribución, en referencia a las cifras del año anterior se observa un valor de 979.70 Gwh. Una cantidad considerable de pérdidas de potencia dentro del sistema que poco aporta a la reducción de gases tipo invernadero y al desarrollo de la red interconectada nacional. Para el primer trimestre del presente año se acumula 261.96 Gwh de pérdidas de energía eléctrica, lo cual tiende a cumplir los valores estándares que se muestran en la tabla

“demanda histórica” realizada por la upme desde el año 2013. (giral ramirez, celedon florez, galvis restrepo, & zona ortiz, 2017). Con el deseo de afrontar los nuevos retos, que presentaba el sector energético en los Estados Unidos se estructuró un programa denominado “Renewable and Distributed System Integration Program”, que integraban nueve proyectos piloto. Entre ellos encontramos vehículos híbridos enchufables, turbinas eólicas, energía fotovoltaica, tecnología de micro redes y sistemas de automatización de alimentadores. Cada uno de ellos utilizando energías limpias, tan solo logrando una reducción de 20% en el pico de demanda en los alimentadores de distribución para el año 2015.un resultado admisible valorando la topología con la que cuenta el país y dependencia a los hidrocarburos. No así con los costos de inversión a Los proyectos realizados en lugares estratégicos e interviniendo todos los sectores que integraban la cadena de distribución, desde el residencial, industrial, y los grandes consumidores. (angeles camacho, velasco ramirez, & garcia martinez, 2013). La implementación de las Smart grids abarca diferentes campos en el sector eléctrico nacional. Un pilar estratégico a fortalecer es el desarrollo de generación distribuida, resaltando las iniciativas con Micro-turbinas a filo de agua. Que poseen cuatro modos distintos de operación: aislado de la red eléctrica, conectado a la red, en paralelo con exportación de energía y de modo continuo o intermitente a la misma. Sus principales características son: rango de 15 kW a 300 kW en una sola unidad; frecuencia de 1,600 Hz; mantenimiento mínimo; unidades que ocupan muy poco espacio; son ligeras; operan sin vibración, prácticamente no hacen ruido; operan de 40,000 a 75,000 horas. (Hernández, 2009). El proyecto se desarrollará con la intención de divulgar el concepto de Smart Grids, la nueva alternativa en las redes de energía, abordando los distintos aspectos involucrados. Se estudiarán sus principales características, detallando sus beneficios y barreras en su implementación, se estudiará los principales elementos que la componen, así como las distintas tecnologías implicadas. Para poder entender su funcionamiento y de que se trata este nuevo concepto de red eléctrica, en primer lugar se realizara un análisis del funcionamiento de la red eléctrica tradicional haciendo énfasis en las nuevas necesidades de la sociedad y cómo hacer frente a los falencias derivadas del sistema eléctrico. Que han propiciado el desarrollo y la búsqueda de nuevas soluciones en el marco eléctrico. algunos de los impactos positivos que se pueden lograr bajo la implementación del proyecto a gran escala son la reducción de pérdidas técnicas y no técnicas, previstas al año 2030 una reducción de 3.403 GWh/año; aplanamiento de la curva de demanda, que permitirá un ahorro de inversiones de 2.207 millones de USD, en costos de comercialización; mejora de la continuidad de suministro, en la que se obtendría una disminución del tiempo de interrupción del servicio de 29,47

horas*Usuario/año a 5,44 horas*usuario/año; reducción de emisiones de C02,mejora del factor de potencia, que garantiza una gestión óptima y sostenible de la energía eléctrica, consiguiendo mayor fiabilidad y calidad del suministro con menores costos de operación. (Grupo Técnico Proyecto BID, 2016).

BIBLIOGRAFÍA Angeles camacho, c., velasco ramirez, e., & garcia martinez, m. (2013). redes de transmision inteligente. ingenieria, investigacion y tecnologia, 81-88. Berrio, l. h., & zuluaga, c. (2014). smart grid y la energia fotovoltaica para la generacion distribuida. red de revistas cientificas de america latina y el caribe, 371-383. Catalunya, C. –U. (2013). Smart Grids: Sectores y actividades clave. Barcelona. giral ramirez, w. m., celedon florez, h. j., galvis restrepo, e., & zona ortiz, a. t. (2017). redes inteligentes en el sistema colombiano. sistema de informacion cientifica redalyc, 119128. Grupo Técnico Proyecto BID. (Abril de 2016). upme.gov.co. Recuperado el Abril de 2018, de http://www1.upme.gov.co/DemandaEnergetica/Smart%20Grids%20Colombia%20Vis i%C3%B3n%202030/2_Parte2_Proyecto_BID_Smart_Grids.pdf Hernández, A. R. (2009). La Generación Distribuida Y Su Posible Integración Al Sistema Interconectado Nacional . Bogotá D.C.