La ciudad de Nueva York arde con un brillo eléctrico. John Wang / Visión digital / Getty Images Es la máquina más grande del mundo:un gigante eléctrico construido sobre un esqueleto de ingeniería de principios del siglo XX. El resto es una mezcolanza, un siglo de innovaciones injertadas en un marco obsoleto. Todavía, por el tiempo más largo, la red eléctrica de EE. UU. se ha mantenido sin cambios y rara vez ha sido desafiada, con una población en crecimiento encadenada a su pellejo por todos los aparatos y aparatos eléctricos imaginables.
Más de 300, 000 millas (482, 803 kilómetros) de extensas líneas de transmisión se retuercen y se entrelazan a través de los Estados Unidos y, en la mayor parte, la red eléctrica realiza muy bien su trabajo. De hecho, los Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) le otorga una calificación de confiabilidad del 99,97 por ciento. Sin embargo, a pesar del gran tamaño del sistema, unas pocas interrupciones son suficientes para que los estadounidenses sangren al menos $ 150 mil millones de dólares anuales.
Recordar, la electricidad debe usarse en el momento en que se genera. Una planta de energía no puede simplemente almacenar un excedente de energía para alimentar a los acondicionadores de aire durante la próxima ola de calor. Mientras tanto, una población en crecimiento sigue conectando a la red cada vez más aparatos y aparatos que consumen mucha energía. ¿Cuánto tiempo puede seguir la bestia sin colapsar bajo la tensión?
Para abordar las deficiencias de la red eléctrica actual y prepararse para el futuro, el DOE espera implementar una serie de cambios en los próximos años. El plan es hacer la transición a una versión más eficiente de la red eléctrica actual, apodado el red inteligente .
En este articulo, repasaremos los problemas clave del sistema actual, cómo la red inteligente abordará estos problemas, y qué tipo de metas a corto y largo plazo se incluyen en el esfuerzo.
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Un tendero contempla un frigorífico lleno de comida durante tres semanas, Apagón de 2006 en la ciudad de Nueva York. Según el DOE, Se han producido cinco apagones importantes en los últimos 40 años. Tres de los cuales ocurrieron en los últimos nueve años. Chris Hondros / Getty Images News / Getty Images Para comprender el valor de la transición a la red inteligente, primero debe comprender algunos de los problemas clave del sistema actual. La red eléctrica de hoy, aunque sobrecargado, en realidad es bastante confiable. Permite que las áreas compartan recursos eléctricos para que los circuitos de todos sigan fluyendo. Avanzando sin embargo, el sistema debe evolucionar para seguir el ritmo de la tecnología moderna y mantener la sostenibilidad.
Distribuir adecuadamente la energía a través de la red es una especie de acto de malabarismo. El uso de energía en un área determinada varía según la hora del día y la estación del año. Si las temperaturas suben y más personas encienden sus acondicionadores de aire, entonces el área en su conjunto requiere más potencia. Pero dado que las centrales eléctricas solo pueden producir una determinada cantidad de energía, a veces el acto de malabarismo falla. En el pasado, la única forma de abordar este problema era simplemente expandir la red y construir más plantas de energía, lo que eleva los costos de electricidad.
Si te encuentras tirando pelotas mientras haces malabares, entonces una posible solución es convertirse en un mejor malabarista. El DOE atribuye muchos apagones importantes y regionales a tiempos de respuesta lentos y poca visibilidad, deficiencias que se abordan de manera efectiva a través de sistemas automatizados y un sistema optimizado de distribución de energía. Como están las cosas, La red eléctrica de EE. UU. se basa en una infraestructura controlada y planificada de forma centralizada. El malabarista está sobrecargado, y seguimos lanzando nuevas bolas a la mezcla.
Estos apagones cuestan millones a personas y empresas. Un sistema más eficiente no solo evitaría muchas de las posibles interrupciones, pero también podría hacer maravillas por el medio ambiente. El DOE estima que si la red fuera solo un 5 por ciento más eficiente, el ahorro de energía equivaldría al combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero de 53 millones de automóviles. Como Estados Unidos representa el 25 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo, este cambio podría contribuir en gran medida a reducir los efectos del cambio climático.
Finalmente, hay que tener en cuenta la seguridad. La estructura centralizada de la cuadrícula también proporciona un objetivo tentador para cualquiera que quiera hacerle algo. Adicionalmente, Dado que otras áreas de la cuadrícula se aflojan por secciones de bajo rendimiento, un golpe estratégico también podría desencadenar un efecto dominó.
Un despachador de transmisión ayuda a administrar el flujo de electricidad durante una ola de calor de 2004 en California. Observe el mapa que rastrea el flujo de electricidad a través de todo el estado. David McNew / Getty Images Noticias / Getty Images Para abordar los problemas discutidos en la sección anterior, El Departamento de Energía de EE. UU. planea desarrollar un sistema menos centralizado Productor-red interactiva. Naturalmente, ninguna solución única puede adaptarse a este cambio. Numerosos conceptos, Las filosofías y tecnologías se utilizan para dirigir el sistema hacia un futuro más eficiente. Éstos son dos de los más importantes.
Infraestructura de Medición Avanzada (AMI):Este es un aspecto de la red inteligente que ya se puede encontrar en muchos hogares y negocios. El objetivo es eliminar el misterio y las conjeturas del consumo de energía personal. En lugar de simplemente esperar la factura o mirar estupefactos los diales giratorios del medidor de potencia en el exterior, los usuarios ahora pueden utilizar lectores de potencia para comprobar la cantidad de energía que consumen sus aparatos y dispositivos. En el futuro, este concepto puede ir aún más lejos. Imagínese comprobar el termostato y ver cómo pasan las cifras de precios. ¿Cómo podría afectar eso a su decisión de encender el calor en una noche fría? Darles a los usuarios más información sobre el poder que utilizan les permite ajustar su propia conservación para eliminar el desperdicio innecesario.
Tecnología de visualización :Piense en la analogía del malabarista. Este es el malabarista de la red inteligente del futuro:un sistema informático automatizado capaz de responder instantáneamente al flujo y reflujo de la producción y la demanda de energía en la red. El DOE cita un proyecto en particular:Oak Ridge National Laboratory's Visualización dinámica de recursos energéticos en la Tierra (VERDE) sistema, construido sobre la plataforma Google Earth. Además de VERDE, el DOE planea usar Unidades de medida fasorial (PMU) para mantener un control preciso del uso eléctrico en toda la red inteligente y eliminar las conjeturas sobre el suministro de energía adecuada.
Si todo va de acuerdo al plan, Estos dos enfoques conducirán a una situación en la que tanto el usuario como el distribuidor automático de electricidad tendrán mucha más información, y por lo tanto poder, sobre el flujo de electricidad. Esta, Sucesivamente, permite gastos más responsables en todas partes, desde plantas de generación de energía hasta el centro de entretenimiento en el hogar al final de la línea.
A Houston, Trabajador de servicios públicos de Texas instala un medidor inteligente para CenterPoint Energy el 5 de junio 2009. La empresa de servicios públicos, que atiende a 2,2 millones de clientes en el área metropolitana, espera gastar mil millones de dólares en tecnología de redes inteligentes. Foto AP / Pat Sullivan La red inteligente no es algo que pueda esperar simplemente para despertarse y encontrar trabajo en su hogar. Y, a diferencia del cambio de 2009 de los Estados Unidos de la televisión analógica a la digital, un vale del gobierno y un viaje a su Wal-Mart local no serán suficientes para que esto suceda, cualquiera. Hay muchos pequeños pasos en el camino hacia una mejor sistema de energía más sostenible. Éstos son solo algunos de ellos:
Termostatos y medidores inteligentes :A julio de 2009, estas actualizaciones en los medidores de energía y termostatos tradicionales se habían introducido en 8,3 millones de hogares de EE. UU. [fuente:comerciante]. Los medidores proporcionan tanto al usuario como a la red eléctrica información de uso más detallada. Los termostatos inteligentes son programables y están equipados con WiFi para realizar un seguimiento del pronóstico del tiempo. Estas características permiten un uso más preciso y eficiente de la calefacción y el aire acondicionado del hogar.
Usuarios comprometidos :El elemento humano es esencial para cualquier movimiento de conservación y la red inteligente no es una excepción. Esto implica educar mejor al público sobre los beneficios personales y generales de la conservación de energía en el hogar.
Plantas de energía optimizadas :A medida que la red inteligente toma forma, el sistema automatizado permitirá un malabarismo de recursos más conciso. Tener un La comprensión en tiempo real de las necesidades energéticas es como saber exactamente cuántos invitados tiene para cenar. Sin tantas conjeturas usted reduce la lista de la compra sin temor a que alguien pase hambre o se sienta impotente. Esto también permite que las plantas de energía que pueden ser dañinas para el medio ambiente pasen a un segundo plano en lugar de limpiadores, recursos renovables.
Energía renovable :La integración perfecta de fuentes de energía renovables es una parte importante de la integración de redes inteligentes. Las centrales hidroeléctricas y de combustibles fósiles no desaparecerán, pero los parques eólicos y las células solares proporcionarán una parte cada vez mayor de la generación de energía total para un área determinada.
Regulaciones estatales y federales :No hace falta decir que, la ley y la política juegan un papel muy importante en las operaciones de la red eléctrica existente. La transición a la red inteligente, por lo tanto, naturalmente implica una acción constante en ambos niveles. Varios estados ya han adoptado estándares de cartera de energía renovable para promover la energía renovable. Mientras tanto, una serie de regulaciones para respaldar las leyes necesarias y los avances tecnológicos continúan avanzando a través de los canales federales.
El DOE planea forjar la red inteligente a partir de innovaciones grandes y pequeñas. En el futuro, nuevas tecnologías como el almacenamiento térmico, Las baterías de iones de litio mejoradas y los cables de alimentación superconductores acelerarán aún más el proceso.
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