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Generación distribuida

Febrero 05, 2023

La generación distribuida, también conocida como generación in-situ, generación embebida, generación descentralizada, generación dispersa o energía distribuida, consiste básicamente en la generación de energía eléctrica por medio de muchas pequeñas fuentes de energía en lugares lo más próximos posibles a las cargas.

Generador eólico local en San Sebastián, España. 2010

La definición más global de la generación distribuida vendría a decir que es aquella que se conecta a la red de distribución de energía eléctrica y que se caracteriza por encontrarse instalada en puntos cercanos al consumo. Sus características generales son:

  • Reducen pérdidas en la red, al reducir los flujos de energía por la misma.
  • Su energía vertida no revierte flujos hacia la red de transporte.
  • Suelen tener potencias inferiores a 3 kW aunque en general se suele decir que no sobrepasan 10 MW de potencia instalada.

Evolución histórica

Actualmente, los países industrializados generan la mayoría de su electricidad en grandes instalaciones centralizadas, tales como centrales de combustible fósil (carbón, gas natural) nucleares o hidroeléctricas. Estas centrales son excelentes a escala de rendimientos económicos, pero transmiten la electricidad normalmente a muy grandes distancias, por lo que el rendimiento energético es bajo y el impacto medioambiental alto.

Las centrales eléctricas se ubican en lugares determinados en función de ciertos factores económicos, de seguridad, logísticos o medioambientales, entre otros, que provocan que la mayoría de las veces la energía se genere muy lejos de donde se consume. Por ejemplo las centrales térmicas se construyen lejos de las ciudades por motivos de contaminación atmosférica e incluso lo más cerca posible de las zonas de obtención de los combustibles fósiles. Otro ejemplo son las centrales hidroeléctricas que han de colocarse en los curso de agua.

La generación distribuida da otro enfoque. Reduce la cantidad de energía que se pierde en la red de transporte de energía eléctrica ya que la electricidad se genera muy cerca de donde se consume, a veces incluso en el mismo edificio. Esto hace que también se reduzcan el tamaño y número de las líneas eléctricas que deben construirse y mantenerse en óptimas condiciones.

Las fuentes de energía con un plan de tarifa regulada (FIT) tienen bajo mantenimiento, baja contaminación y alta eficiencia. En el pasado, estos características requerían de ingenieros de operación y complejas plantas para reducir la contaminación. Sin embargo, los modernos sistemas embebidos pueden proporcionar estas características con operaciones automatizadas y energía renovable no contaminante, tales como la solar, eólica y la geotérmica. Esto reduce el tamaño de las plantas mejorándose la rentabilidad económica.

En los Estados Unidos, uno de los Estados pioneros en materia de legislación sobre la generación distribuida ha sido Colorado, que en 2010 promulgó una ley obligando a que en 2020 el 3% de la energía generada en Colorado utilice energía distribuida en alguna de sus formas.[1]​[2]​

Fuentes de energía distribuida

Los sistemas empleados como fuentes de energía distribuida (FED) son plantas de generación de energía a pequeña escala (normalmente entre el rango de 3 kW a 10 MW) usadas para proporcionar una alternativa o una ayuda a las tradicionales centrales de generación eléctricas.

Modos de generación de energía

Los sistemas FED pueden incluir los siguientes dispositivos o tecnologías:

Sistemas fotovoltaicos

 
Viviendas sostenibles alimentadas mediante energía solar fotovoltaica en el barrio ecológico Solarsiedlung, en Vauban (Friburgo, Alemania).
 
Estado de la paridad de red de instalaciones solares fotovoltaicas alrededor del mundo:
     Paridad de red alcanzada antes de 2014      Paridad de red alcanzada sólo para precios pico      Paridad de red alcanzada después de 2014      Estados de EE. UU. que alcanzarán la paridad de red próximamente
Fuente: Deutsche Bank, Febrero de 2015[3]​[4]​

Una de las principales fuentes de energía distribuida es la energía solar fotovoltaica, producida por los paneles solares en los tejados de edificaciones. Se trata de una tecnología que está creciendo con rapidez, doblando su capacidad total instalada aproximadamente cada dos años. Existe una amplia gama de sistemas fotovoltaicos, desde pequeñas instalaciones en tejados residenciales o comerciales, instalaciones integradas en edificios, y plantas fotovoltaicas de conexión a red a gran escala.

La tecnología fotovoltaica predominante es el silicio cristalino, mientras que la tecnología de célula solar de película fina cuenta con aproximadamente el 10% del mercado.[5]​: 18, 19  En los últimos años, la energía solar fotovoltaica ha mejorado su eficiencia de conversión de energía lumínica en electricidad, reduciendo los costes de instalación (vatio pico) e incrementando a su vez la tasa de retorno energético, habiendo ya alcanzado la paridad de red (esto es, la producción de electricidad a un coste inferior o igual al precio generalista de la electricidad de la red) en al menos 19 países en 2014.[6]​

Como la mayoría de las energías renovables, y al contrario que el carbón o la energía nuclear, la energía fotovoltaica es variable y no gestionable, pero entre sus ventajas se encuentran la ausencia de costes del combustible (la radiación solar), su nula contaminación durante la fase de operación, así como su fiabilidad y seguridad. Tiene su máximo pico de producción en torno al mediodía solar y su factor de capacidad se sitúa en torno al 20%.[7]​

Sistemas eólicos

Otra fuente de generación distribuida son los pequeños generadores eólicos. Estos tienen bajo mantenimiento, y baja contaminación. El coste de su instalación es ($0.80/W, 2007) mayor por vatio que la centrales tradicionales, excepto en las áreas con mucho viento donde los ratios de producción aumentan considerablemente. Las torres y generadores eólicos exigen de mayor coste en seguros causado por el hecho del viento y la soledad de las instalaciones, pero poseen una buena fiabilidad en el funcionamiento. La eólica suele ser complementaria a la solar; en los días cuando no hay sol suele hacer viento y viceversa.[8]​ Algunos emplazamientos de generación distribuida combinan energía eólica con energía solar, lo que se conoce como sistemas híbridos.

Cogeneración

Las fuentes de cogeneracion distribuida usan microturbinas de gas natural como combustible o motores de explosión para activar los generadores. El calor generado es aprovechado para calentar aire o agua, o para activar un refrigerador por absorción[9]​ para aire acondicionado. El fuel limpio genera poca polución. esta plantas combinadas de generación eléctrica y calor normalmente tienen una irregular fiabilidad, aun así poseen excelentes coste de mantenimiento, aunque otros costes son inaceptables.

Los cogeneradores son además más caros por vatio que las centrales generadoras. Estas instalaciones han experimentado un auge porque las industrias consumen combustibles, y la cogeneración puede extraer un valor añadido a este fuel.

Ciclo combinado

Algunas grandes instalaciones utilizan generación de ciclo combinado. Normalmente estas consisten en una turbina de gas que hierve agua para actuar sobre una turbina de vapor en un ciclo de Rankine. El condensador del ciclo de vapor proporciona el calor para calentar el aire o un refrigerado por absorción. Las plantas de ciclo combinado tienen grandes eficiencias térmicas, a menudo sobrepasando el 50%.

Vehículos eléctricos

Una futura generación de vehículos eléctricos será capaz de entregar energía de su batería a la red de suministro de electricidad cuando se necesite.[10]​ Esto podría ser una importante fuente de generación distribuida en el futuro.

Comunicación en los sistemas FED

  • IEC 61850-7-420 está bajo desarrollo como una parte de la norma IEC 61850, la cual esta en completa consonancia con los modelos necesarios en los sistemas FED. Usa servicios de comunicación mapeados tanto por MMS como por las norma IEC 61850-8-1.
  • El OPC es otro mecanismo usado para la comunicación entre los diferentes elementos que constituyen un sistema FED.

La generación distribuida y las redes de distribución

Debido a que la generación distribuida (GD) se conecta a la red de distribución, cada vez se están dedicando más esfuerzos al estudio del impacto que ocasiona la generación distribuida en las redes de distribución a las cuales se conecta. Los estudios más importantes se centran en:

  1. Incentivos a las tecnologías de GD para su desarrollo (mecanismos regulatorios: primas, tarifas, certificados verdes etc..)
  2. Las nuevas inversiones y la planificación de la distribución teniendo en cuenta la GD
  3. Las potencias de cortocircuito en la red con GD
  4. Los servicios complementarios en la red con GD (regulación frecuencia - potencia, black start, control tensión - reactiva)
  5. Las pérdidas en la red con GD
  6. La operación y explotación de red con GD
  7. La seguridad del personal de mantenimiento con GD

Ventajas y Desventajas

Ventajas

  • Ayuda a la conservación del medio ambiente al utilizar fuentes de energía renovables
  • Descongestionan los sistemas de transporte de energía.
  • Aplazan la necesidad de readecuacion de los sistemas de transmisión.
  • Ayuda al sumistro de energía en periodos de gran demanda.
  • Mejora la fiabilidad del sistema.
  • Mejora la calidad del servicio eléctrico.
  • Evita costos de inversión en transmisión y distribución

Desventajas

  • Existe aspectos relacionados con las fluctuaciones de voltaje que afecta a los consumidores vecinos
  • Requiere un sistema de adquisición de datos más complejo.
  • Alto costo de inversión inicial.
  • La falta de estándares para la conexión de pequeños generadores impide su desarrollo.

Véase también

Referencias

  1. "Going Solar Is Harder Than It Looks, a Valley Finds" article by Kirk Johnson in The New York Times June 3, 2010
  2. "Colorado Increases Renewables Requirements" blog by Kate Galbraith on NYTimes.Com March 22, 2010
  3. Deutsche Bank (10 de marzo de 2015). «Deutsche Bank report: Solar grid parity in a low oil price era» (en inglés). Consultado el 2 de julio de 2015. 
  4. Deutsche Bank. «Crossing the Chasm - Solar grid parity in a low oil price era» (PDF) (en inglés). Consultado el 2 de julio de 2015. 
  5. «Photovoltaics Report». Fraunhofer ISE. 28 de julio de 2014. Archivado desde el original el 31 de agosto de 2014. Consultado el 31 de agosto de 2014. 
  6. Parkinson, Giles (7 de enero de 2014). «Deutsche Bank predicts second solar “gold-rush”». http://reneweconomy.com.au/. REnewEconomy. Archivado desde el original el 14 de septiembre de 2014. Consultado el 14 de septiembre de 2014. 
  7. Janet Marsdon Distributed Generation Systems:A New Paradigm for Sustainable Energy
  8. Mark Z. Jacobson y Mark A. Delucchi. "A Path to Sustainable Energy by 2030", Scientific American, Noviembre de 2009, p. 43.
  10. . Archivado desde el original el 12 de abril de 2012. Consultado el 20 de diciembre de 2010. 

Enlaces externos

  • Guía básica de la generación distribuida
  • Alianza Mundial de la Energía Descentralizada
  • DERlab
  • IEEE P1547 Borrador del Estándar para interconectar Recursos Distribuidos con Sistemas de Energía Eléctrica
  • Distributed Generation
  • La Generación Distribuida en España
  • Estudio técnico económico sobre la implementación de generación distribuida en el sistema eléctrico ecuatoriano
  • Endesa Educa: Generación distribuida
  •   Datos: Q861135

Febrero 05, 2023
generación, distribuida, generación, distribuida, también, conocida, como, generación, situ, generación, embebida, generación, descentralizada, generación, dispersa, energía, distribuida, consiste, básicamente, generación, energía, eléctrica, medio, muchas, pe. La generacion distribuida tambien conocida como generacion in situ generacion embebida generacion descentralizada generacion dispersa o energia distribuida consiste basicamente en la generacion de energia electrica por medio de muchas pequenas fuentes de energia en lugares lo mas proximos posibles a las cargas Generador eolico local en San Sebastian Espana 2010 La definicion mas global de la generacion distribuida vendria a decir que es aquella que se conecta a la red de distribucion de energia electrica y que se caracteriza por encontrarse instalada en puntos cercanos al consumo Sus caracteristicas generales son Reducen perdidas en la red al reducir los flujos de energia por la misma Su energia vertida no revierte flujos hacia la red de transporte Suelen tener potencias inferiores a 3 kW aunque en general se suele decir que no sobrepasan 10 MW de potencia instalada Indice 1 Evolucion historica 2 Fuentes de energia distribuida 2 1 Modos de generacion de energia 2 2 Sistemas fotovoltaicos 2 3 Sistemas eolicos 2 4 Cogeneracion 2 5 Ciclo combinado 2 6 Vehiculos electricos 2 7 Comunicacion en los sistemas FED 3 La generacion distribuida y las redes de distribucion 4 Ventajas y Desventajas 4 1 Ventajas 4 2 Desventajas 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosEvolucion historica EditarActualmente los paises industrializados generan la mayoria de su electricidad en grandes instalaciones centralizadas tales como centrales de combustible fosil carbon gas natural nucleares o hidroelectricas Estas centrales son excelentes a escala de rendimientos economicos pero transmiten la electricidad normalmente a muy grandes distancias por lo que el rendimiento energetico es bajo y el impacto medioambiental alto Las centrales electricas se ubican en lugares determinados en funcion de ciertos factores economicos de seguridad logisticos o medioambientales entre otros que provocan que la mayoria de las veces la energia se genere muy lejos de donde se consume Por ejemplo las centrales termicas se construyen lejos de las ciudades por motivos de contaminacion atmosferica e incluso lo mas cerca posible de las zonas de obtencion de los combustibles fosiles Otro ejemplo son las centrales hidroelectricas que han de colocarse en los curso de agua La generacion distribuida da otro enfoque Reduce la cantidad de energia que se pierde en la red de transporte de energia electrica ya que la electricidad se genera muy cerca de donde se consume a veces incluso en el mismo edificio Esto hace que tambien se reduzcan el tamano y numero de las lineas electricas que deben construirse y mantenerse en optimas condiciones Las fuentes de energia con un plan de tarifa regulada FIT tienen bajo mantenimiento baja contaminacion y alta eficiencia En el pasado estos caracteristicas requerian de ingenieros de operacion y complejas plantas para reducir la contaminacion Sin embargo los modernos sistemas embebidos pueden proporcionar estas caracteristicas con operaciones automatizadas y energia renovable no contaminante tales como la solar eolica y la geotermica Esto reduce el tamano de las plantas mejorandose la rentabilidad economica En los Estados Unidos uno de los Estados pioneros en materia de legislacion sobre la generacion distribuida ha sido Colorado que en 2010 promulgo una ley obligando a que en 2020 el 3 de la energia generada en Colorado utilice energia distribuida en alguna de sus formas 1 2 Fuentes de energia distribuida EditarLos sistemas empleados como fuentes de energia distribuida FED son plantas de generacion de energia a pequena escala normalmente entre el rango de 3 kW a 10 MW usadas para proporcionar una alternativa o una ayuda a las tradicionales centrales de generacion electricas Modos de generacion de energia Editar Los sistemas FED pueden incluir los siguientes dispositivos o tecnologias Energia solar fotovoltaica Pequenos sistemas de Energia eolica Pila de combustible Cogeneracion ciclo combinado Vehiculos electricosSistemas fotovoltaicos Editar Viviendas sostenibles alimentadas mediante energia solar fotovoltaica en el barrio ecologico Solarsiedlung en Vauban Friburgo Alemania Estado de la paridad de red de instalaciones solares fotovoltaicas alrededor del mundo Paridad de red alcanzada antes de 2014 Paridad de red alcanzada solo para precios pico Paridad de red alcanzada despues de 2014 Estados de EE UU que alcanzaran la paridad de red proximamente Fuente Deutsche Bank Febrero de 2015 3 4 Una de las principales fuentes de energia distribuida es la energia solar fotovoltaica producida por los paneles solares en los tejados de edificaciones Se trata de una tecnologia que esta creciendo con rapidez doblando su capacidad total instalada aproximadamente cada dos anos Existe una amplia gama de sistemas fotovoltaicos desde pequenas instalaciones en tejados residenciales o comerciales instalaciones integradas en edificios y plantas fotovoltaicas de conexion a red a gran escala La tecnologia fotovoltaica predominante es el silicio cristalino mientras que la tecnologia de celula solar de pelicula fina cuenta con aproximadamente el 10 del mercado 5 18 19 En los ultimos anos la energia solar fotovoltaica ha mejorado su eficiencia de conversion de energia luminica en electricidad reduciendo los costes de instalacion vatio pico e incrementando a su vez la tasa de retorno energetico habiendo ya alcanzado la paridad de red esto es la produccion de electricidad a un coste inferior o igual al precio generalista de la electricidad de la red en al menos 19 paises en 2014 6 Como la mayoria de las energias renovables y al contrario que el carbon o la energia nuclear la energia fotovoltaica es variable y no gestionable pero entre sus ventajas se encuentran la ausencia de costes del combustible la radiacion solar su nula contaminacion durante la fase de operacion asi como su fiabilidad y seguridad Tiene su maximo pico de produccion en torno al mediodia solar y su factor de capacidad se situa en torno al 20 7 Sistemas eolicos Editar Otra fuente de generacion distribuida son los pequenos generadores eolicos Estos tienen bajo mantenimiento y baja contaminacion El coste de su instalacion es 0 80 W 2007 mayor por vatio que la centrales tradicionales excepto en las areas con mucho viento donde los ratios de produccion aumentan considerablemente Las torres y generadores eolicos exigen de mayor coste en seguros causado por el hecho del viento y la soledad de las instalaciones pero poseen una buena fiabilidad en el funcionamiento La eolica suele ser complementaria a la solar en los dias cuando no hay sol suele hacer viento y viceversa 8 Algunos emplazamientos de generacion distribuida combinan energia eolica con energia solar lo que se conoce como sistemas hibridos Cogeneracion Editar Las fuentes de cogeneracion distribuida usan microturbinas de gas natural como combustible o motores de explosion para activar los generadores El calor generado es aprovechado para calentar aire o agua o para activar un refrigerador por absorcion 9 para aire acondicionado El fuel limpio genera poca polucion esta plantas combinadas de generacion electrica y calor normalmente tienen una irregular fiabilidad aun asi poseen excelentes coste de mantenimiento aunque otros costes son inaceptables Los cogeneradores son ademas mas caros por vatio que las centrales generadoras Estas instalaciones han experimentado un auge porque las industrias consumen combustibles y la cogeneracion puede extraer un valor anadido a este fuel Ciclo combinado Editar Algunas grandes instalaciones utilizan generacion de ciclo combinado Normalmente estas consisten en una turbina de gas que hierve agua para actuar sobre una turbina de vapor en un ciclo de Rankine El condensador del ciclo de vapor proporciona el calor para calentar el aire o un refrigerado por absorcion Las plantas de ciclo combinado tienen grandes eficiencias termicas a menudo sobrepasando el 50 Vehiculos electricos Editar Una futura generacion de vehiculos electricos sera capaz de entregar energia de su bateria a la red de suministro de electricidad cuando se necesite 10 Esto podria ser una importante fuente de generacion distribuida en el futuro Comunicacion en los sistemas FED Editar IEC 61850 7 420 esta bajo desarrollo como una parte de la norma IEC 61850 la cual esta en completa consonancia con los modelos necesarios en los sistemas FED Usa servicios de comunicacion mapeados tanto por MMS como por las norma IEC 61850 8 1 El OPC es otro mecanismo usado para la comunicacion entre los diferentes elementos que constituyen un sistema FED La generacion distribuida y las redes de distribucion EditarDebido a que la generacion distribuida GD se conecta a la red de distribucion cada vez se estan dedicando mas esfuerzos al estudio del impacto que ocasiona la generacion distribuida en las redes de distribucion a las cuales se conecta Los estudios mas importantes se centran en Incentivos a las tecnologias de GD para su desarrollo mecanismos regulatorios primas tarifas certificados verdes etc Las nuevas inversiones y la planificacion de la distribucion teniendo en cuenta la GD Las potencias de cortocircuito en la red con GD Los servicios complementarios en la red con GD regulacion frecuencia potencia black start control tension reactiva Las perdidas en la red con GD La operacion y explotacion de red con GD La seguridad del personal de mantenimiento con GDVentajas y Desventajas EditarVentajas Editar Ayuda a la conservacion del medio ambiente al utilizar fuentes de energia renovables Descongestionan los sistemas de transporte de energia Aplazan la necesidad de readecuacion de los sistemas de transmision Ayuda al sumistro de energia en periodos de gran demanda Mejora la fiabilidad del sistema Mejora la calidad del servicio electrico Evita costos de inversion en transmision y distribucionDesventajas Editar Existe aspectos relacionados con las fluctuaciones de voltaje que afecta a los consumidores vecinos Requiere un sistema de adquisicion de datos mas complejo Alto costo de inversion inicial La falta de estandares para la conexion de pequenos generadores impide su desarrollo Vease tambien EditarAlianza Mundial por la Energia Descentralizada Almacenamiento de energia Autoconsumo fotovoltaico Balance neto Celula fotoelectrica Central electrica virtual Comercializacion de la energia renovable Corriente continua de alta tension Energia renovable Energia renovable 100 Fotovoltaica integrada en edificios Generador electrico Generacion de energia electrica Guerrilla solar IEEE 1547 Estandar para la Interconexion de Recursos Distribuidos con los Sistemas de Energia Electrica Medidor inteligente Microturbinas Microgeneracion Potencia electrica Red de transporte de energia electrica Red electrica inteligente Sistema energetico comunitario sostenible Trigeneracion Sistema electrico aislado Vehicle to grid V2G TelemetriaReferencias Editar Going Solar Is Harder Than It Looks a Valley Finds article by Kirk Johnson in The New York Times June 3 2010 Colorado Increases Renewables Requirements blog by Kate Galbraith on NYTimes Com March 22 2010 Deutsche Bank 10 de marzo de 2015 Deutsche Bank report Solar grid parity in a low oil price era en ingles Consultado el 2 de julio de 2015 Deutsche Bank Crossing the Chasm Solar grid parity in a low oil price era PDF en ingles Consultado el 2 de julio de 2015 Photovoltaics Report Fraunhofer ISE 28 de julio de 2014 Archivado desde el original el 31 de agosto de 2014 Consultado el 31 de agosto de 2014 Parkinson Giles 7 de enero de 2014 Deutsche Bank predicts second solar gold rush http reneweconomy com au REnewEconomy Archivado desde el original el 14 de septiembre de 2014 Consultado el 14 de septiembre de 2014 Janet Marsdon Distributed Generation Systems A New Paradigm for Sustainable Energy Mark Z Jacobson y Mark A Delucchi A Path to Sustainable Energy by 2030 Scientific American Noviembre de 2009 p 43 Cogeneration with absorptive chiller How electric vehicles are a part of distributed generation Archivado desde el original el 12 de abril de 2012 Consultado el 20 de diciembre de 2010 Enlaces externos EditarGuia basica de la generacion distribuida Alianza Mundial de la Energia Descentralizada DERlab Energia Descentralizada como parte de los Planes Regionales y Locales IEEE P1547 Borrador del Estandar para interconectar Recursos Distribuidos con Sistemas de Energia Electrica Distributed Generation La Generacion Distribuida en Espana El control de tension en redes de distribucion con generacion distribuida I El control de tension en redes de distribucion con generacion distribuida II El control de tension en redes de distribucion con generacion distribuida III Estudio tecnico economico sobre la implementacion de generacion distribuida en el sistema electrico ecuatoriano Endesa Educa Generacion distribuida Datos Q861135 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Generacion distribuida amp oldid 147490001, wikipedia, wiki, leyendo, leer, 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