Fuente: Energy.gov
En pocas palabras, necesitamos una cuadrícula de energía confiable y segura. Dos formas de garantizar la electricidad continua, independientemente del clima o un evento imprevisto, utilizan recursos de energía distribuida (DER) y microrredes. DER produce y suministra electricidad a pequeña escala y se extienden en un área amplia. Los paneles solares en la azotea, las baterías de respaldo y los generadores diesel de emergencia son ejemplos de DER. Mientras que los generadores tradicionales están conectados a la cuadrícula de transmisión de alto voltaje, el DER está conectado a la cuadrícula de distribución de menor voltaje, como lo están las residencias y las empresas.
Las microrredes son rejillas eléctricas localizadas que pueden desconectarse de la cuadrícula principal para funcionar de manera autónoma. Debido a que pueden operar mientras la cuadrícula principal está baja, las microrredes pueden fortalecer la resiliencia de la cuadrícula, ayudar a mitigar las perturbaciones de la red y funcionar como un recurso de la red para una respuesta y recuperación del sistema más rápidas.
Recursos energéticos distribuidos
El sol solar se puede construir a diferentes escalas, incluso un pequeño panel solar pequeño puede proporcionar energía. De hecho, aproximadamente un tercio de la energía solar en los Estados Unidos es producida por solar a pequeña escala, como las instalaciones en la azotea. Las instalaciones solares domésticas se denominan energía solar detrás del metro; El medidor mide cuánta electricidad un consumidor compra de una empresa de servicios públicos. Dado que la energía solar distribuida está "detrás" del medidor, los clientes no pagan la utilidad por la energía solar generada.
El costo de poseer DER varía de estado a estado y entre las empresas de servicios públicos. Una forma en que se determina la factura eléctrica es a través de la medición neta, donde los servicios públicos calculan la potencia total generada por el sistema solar del cliente y la restan de la potencia total que consume el cliente. Se acredita a los clientes por la cantidad de energía que suministran a la red.
Der podría cambiar fundamentalmente la forma en que funciona la red eléctrica. Con DER, la potencia se genera justo donde se usa y se puede conectar con otro DER para optimizar su uso. Los hogares y otros consumidores de electricidad también son productores a tiempo parcial, que venden exceso de generación a la red y entre sí. El almacenamiento de energía, como las baterías, también se puede distribuir, lo que ayuda a garantizar la energía cuando la energía solar u otra no genera energía. Los automóviles eléctricos incluso pueden almacenar exceso de energía en las baterías de los autos inactivos. DER también puede incluir cargas controlables, como calentadores de agua o unidades de aire acondicionado que la utilidad puede usar para alejar el consumo de energía de las horas pico. Si bien la cuadrícula fue diseñada para generar energía en grandes instalaciones y moverla a través de la red de transmisión a la red de distribución para el consumo, DER permite la generación local y el consumo de electricidad.
Islas y microrredes
Las redes de distribución son vulnerables a las interrupciones que pueden afectar grandes regiones y millones de personas y empresas, particularmente como consecuencia de eventos climáticos extremos y destructivos. Cuando las partes de la cuadrícula están equipadas con DER, pueden continuar sirviendo otras cargas en la misma red de distribución, satisfaciendo las necesidades locales con la generación local. Esto se llama isla. Los sistemas eléctricos que pueden desconectarse de la cuadrícula más grande, que participan en la isla intencional, a menudo se denominan microrredes.
Las microrredes varían en tamaño desde una microrred de un solo cliente hasta una microrred de subestación completa, que puede incluir cientos de generadores individuales y consumidores de energía. Los pequeños sistemas eléctricos fuera de la red no son una invención reciente. Los barcos, bases militares, puestos avanzados remotos y comunidades de todo el mundo han dependido durante mucho tiempo de la generación local y la gestión de la electricidad para satisfacer sus necesidades energéticas. DER hace que las microrreds sean una opción más generalizada, porque los medios de producción de energía ahora se obtienen y se ubican más fácilmente en los vecindarios. Las microrredes a escala comunitaria pueden proporcionar resistencia y respaldo durante y después de desastres como los huracanes.
La tecnología avanza para administrar los riesgos causados por la isla con un mejor software de control y para proporcionar servicios de red. Sin la cuadrícula más grande para ayudar a estabilizar el suministro de energía, una cuadrícula isleña podría dañar el equipo conectado o herir a los trabajadores que piensan que está desconectado de la energía. Por esta razón, muchos sistemas de energía solar están programados para detectar la isla y la desconexión de la cuadrícula si ocurre. Más allá de las microrredes, algunos investigadores están estudiando nanogridados sistemas de electricidad inteligentes en la escala de un solo edificio.
Comienzo negro
Otra forma en que DER y las microrredes pueden contribuir a la estabilidad de la cuadrícula es ayudando a los procesos de "inicio negro", que encienden la alimentación después de que ha bajado. Durante una falla eléctrica generalizada, los generadores eléctricos se pueden desanimar. Para volver a estar en línea, muchos generadores eléctricos requieren una batería externa para arrancar, tal como lo hace un motor de automóvil. Para lograr esto, las empresas de servicios públicos crean planes de inicio negro, en los que los pequeños generadores comienzan los más grandes para llevar a cabo una generación en línea. A lo largo de este proceso, la restauración del servicio debe estar bien temporal, para garantizar que la generación y la carga coincidan continuamente. DER podría convertirse en un valioso recurso de inicio negro al permitir que las comunidades con microrredes comiencen los procesos de inicio por su cuenta y proporcionar la capacidad requerida para iniciar generadores más grandes.
