Según la Administración de Información Energética de EE. UU., la producción de fuentes de energía renovables como la eólica y la solar aumentó un 18 % con respecto al año pasado. De 2023 a 2027, se espera que el mercado de energía renovable de EE. UU. crezca a una tasa compuesta anual de más del 6 %. Esto sugiere un aumento gradual en la producción de energía renovable en los Estados Unidos. Además, según el seguimiento energético del gobierno, las energías eólica, solar e hidroeléctrica generarán el 22 % de la electricidad del país para fin de año. Esto es más alto que el 19% para la energía nuclear y el 20% para el carbón.
Se espera que los vehículos eléctricos representen el 60 % de las ventas de automóviles nuevos en todo el mundo para 2030, gracias a los avances en las tecnologías renovables. Según proyecciones recientes, 26,4 millones de personas vivirán allí para 2030. Otro gran cambio es la disminución de la demanda de hornos, calderas, estufas, calentadores de agua, etc. a gasoil en el negocio del gas. Éstas han sido sustituidas por cocinas de inducción y bombas de calor eléctricas de alta eficiencia. Esto podría conducir a una reducción de hasta 3 gigatoneladas de emisiones de dióxido de carbono, un importante paso adelante considerando el objetivo de emisiones de carbono de EE. UU. para 2035.
Figura 1: Costo promedio por hora del tiempo de inactividad para servidores empresariales en todo el mundo en 2019 (fuente: https://www.statista.com/statistics/753938/worldwide-enterprise-server-hourly-downtime-cost/)
Con este creciente despliegue de máquinas eléctricas, la red eléctrica se enfrenta a grandes cargas. Se prevé que el consumo de electricidad en EE. UU. aumente hasta un 30 % para 2050. Este aumento masivo de la demanda requiere una red eléctrica confiable. Las redes eléctricas se construyeron hace mucho tiempo considerando que se alimentarían de generadores de combustibles fósiles centralizados y despachables. Sin embargo, en los tiempos modernos, estos generadores han sido reemplazados por paneles solares y molinos de viento, lo que hace que la generación de energía dependa del sol y el viento. Sin innovación y modernización de la red, todo el sistema podría fallar eventualmente, lo que resultaría en una interrupción catastrófica.
La evaluación reciente de NERC pone a más de dos tercios de Estados Unidos en riesgo de un apagón total. Los cortes de energía y los apagones son altamente indeseables para lugares como hospitales y negocios. Los cortes de energía pueden costar a las empresas hasta $301,000 o más por hora, según un estudio de 2020.
Modernización de la red con microrredes e IoT
Una microrred es un grupo de distribuciones de recursos de energía y carga interconectados dentro de límites eléctricos bien definidos que pueden actuar como una sola entidad controlable con respecto a la red principal. Una microrred se puede conectar o desconectar de la red y operar en un “modo isla” o conectado a la red.
Las microrredes tienen muchas ventajas, una de las cuales es que se pueden construir por etapas. Esto deja espacio para el desarrollo futuro, ya que la red puede crecer según lo exija el negocio. Las microrredes también aseguran un suministro continuo de electricidad. Esto se puede lograr operando la microrred en modo isla. Este modo separa la microrred de la red principal y mantiene la energía con energía autogenerada. Esta característica es una opción segura contra ataques cibernéticos, clima extremo y ataques físicos. Las microrredes pueden generar ingresos a través de la reducción del voltaje máximo, la participación en el mercado de respuesta a la demanda y los servicios de regulación de frecuencia.
Los programas de respuesta a la demanda animan a los usuarios de electricidad a reducir el consumo de electricidad durante los momentos de alta demanda, como las olas de calor y los fenómenos meteorológicos extremos. Participar en una microrred permite a los usuarios regular su consumo de electricidad. En algunos casos, los usuarios también pueden vender el excedente de energía ahorrado a la red para generar ingresos. Finalmente, las microrredes pueden proporcionar servicios de coordinación de frecuencias a la red más amplia. Las redes eléctricas necesitan mantener una frecuencia estable, y las microrredes con almacenamiento de energía pueden ayudar a estabilizar la red eléctrica al inyectar o retirar energía según sea necesario. Los operadores de redes pueden pagar a los propietarios de microrredes por estos servicios de regulación de frecuencia, lo que proporciona otra posible fuente de ingresos.
Otro aspecto de la modernización de la red es el uso de tecnología que puede nivelar el flujo de electricidad utilizando recursos de energía distribuida (DER). DER (paneles solares y almacen de energia Los sistemas pueden generar o almacenar electricidad localmente y ayudar a equilibrar la oferta y la demanda en la red. Esto ayuda a mejorar la confiabilidad y estabilidad general de la red eléctrica. La infraestructura de medición también es una parte importante de la modernización de la red. La tecnología de medición avanzada brinda información más precisa y oportuna sobre el uso de electricidad de los clientes, lo que permite una facturación más precisa y un mejor servicio al cliente.
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