Un trabajador monitorea los sistemas eléctricos en la planta de energía Geysers en Santa Rosa, Calif. Vea más fotos dentro de una planta de energía nuclear. Kim Steele / Banco de imágenes / Getty Images Cuando enciende un electrodoméstico, Espera resultados inmediatos:no espera a que se encienda una bombilla después de haber accionado el interruptor. La electricidad no se almacena en un tanque en su jardín, así que cuando lo necesites ahora, ¿Cómo se entrega? Eso es red eléctrica en el trabajo. La electricidad se genera en una planta de energía y se transmite a subestaciones locales donde los transformadores la convierten en un voltaje utilizable. Luego se distribuye en nuestros hogares y negocios a través de una red de líneas de transmisión de alto voltaje:la red.
De dia a dia, los consumidores de electricidad utilizan una cantidad mínima predecible de energía, llamó al carga base . Por lo menos, la red necesita manejar esta producción de energía programada, además de los picos de uso que se produzcan. La demanda de electricidad suele ser más alta por la tarde y al principio de la noche, así como durante el verano cuando los acondicionadores de aire funcionan día y noche. Cuando muchas personas quieren usar sus electrodomésticos al mismo tiempo, se llama hora pico de uso .
Hasta que tu poder sea eliminado Probablemente no preste mucha atención a la frecuencia con la que enciende una luz o la televisión o la hora del día en que lo hace. Cuando enciendes un interruptor de luz, la electricidad viaja en un instante a su casa y la bombilla se enciende, eso se llama demanda . Cuando millones de clientes de electricidad encienden sus acondicionadores de aire después del trabajo, aumenta el carga de demanda En la red. Nuestra demanda de electricidad está creciendo y la Administración de Información de Energía estima que la demanda aumentará al menos un 40 por ciento para 2030 [fuente:EEI].
La red eléctrica suministra solo la electricidad que solicitamos, aunque, y depende de nosotros practicar la conservación de energía. Una forma de disminuir la carga de demanda es un concepto llamado respuesta de la demanda . En términos generales, Los programas de respuesta a la demanda nos brindan:residencial, Consumidores comerciales e industriales:la capacidad de recortar voluntariamente nuestro uso de electricidad en momentos específicos del día (como las horas pico) durante los altos precios de la electricidad. o durante emergencias (como prevenir un apagón).
Veamos el impacto de la respuesta de la demanda en la industria energética, la red eléctrica y el medio ambiente.
Contenido
La renovación de la infraestructura eléctrica obsoleta ayudará a las empresas de energía a mantenerse al día con la demanda. Don Farrall / Stockbyte / Getty Images Tal como existe ahora, la industria de la energía se enfrenta a una gran cantidad de problemas de infraestructura. Para mantenerse al día con la demanda de carga y su aumento esperado, la industria necesita aliviar el aumento de estrés en la red envejecida y construir nuevas plantas de energía y líneas de transmisión de energía mientras trabaja para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los costos de la energía que se disparan.
En 2003, Estados Unidos utilizó 3, 883 mil millones de kWh - con una población de 280 millones de personas, eso es el equivalente a 13, 868 kWh utilizados por cada persona [fuente:Departamento de Energía de EE. UU.]. Por supuesto, el consumo de energía no se distribuye por igual de un estado a otro. Los estados más grandes con mucha gente usarán más electricidad que los estados más pequeños, o estados con menos gente. Los residentes en los estados del sur pueden usar más energía para enfriar sus hogares y negocios en el verano que un estado en el noroeste del Pacífico. donde el clima es más fresco.
Caídas de tensión, apagones y apagones continuos, como el que afectó tanto a Europa como al este de Estados Unidos y Canadá en 2003, suceder cuando se pierde la fuente de alimentación, generalmente causado por un mal funcionamiento de la red eléctrica o de un componente o por una discrepancia entre la oferta y la demanda. Los apagones no son solo un inconveniente, también son pozos de dinero. Se ha estimado que el apagón de 2003 le costó a la ciudad de Nueva York solamente hasta $ 750 millones en ingresos perdidos [fuente:USA Today]. Para empresas en los Estados Unidos, los cortes de energía significan al menos $ 50 mil millones en ingresos perdidos anualmente [fuente:Samson].
La industria está buscando programas de respuesta a la demanda, grande y pequeño, como pieza importante de la solución de infraestructura. Los sistemas automáticos de respuesta directa podrían detectar problemas inminentes de carga de demanda y desviar o reducir la energía en lugares estratégicos. eliminando la posibilidad de sobrecarga y la falla de energía resultante. Estos programas también tienen el potencial de ayudar tanto a los proveedores como a los consumidores a ahorrar dinero; podrían eliminar la necesidad de construir plantas de energía y sistemas de suministro adicionales, específicamente, los que se usan solo durante las horas pico, así como el potencial para reducir los costos de energía al por mayor.
El Departamento de Energía de EE. UU. Estima que el uso promedio de una vivienda es de aproximadamente 11, 000 kilovatios-hora (kWh) anualmente. Cuando compras electricidad, estás comprando kilovatios-hora. Un kilovatio-hora equivale a 1000 vatios de electricidad utilizados en una hora.
De media, los consumidores gastan 8,3 centavos por kWh, de modo que eso se suma a que cada hogar gasta alrededor de $ 900 en electricidad cada año [fuente:Departamento de Energía de EE. UU.].
La tarifa que paga por kWh consumido está determinada por una combinación de factores, incluyendo regulaciones, costos de combustible, clima (tormentas, temperaturas extremas), hora del día y demanda de los consumidores. Si bien la determinación de la tasa es complicada, calcular el costo de operación diario de su propia casa no lo es. Y sin sistemas automáticos de respuesta a la demanda implementados, está solo para reducir manualmente su consumo.
Dos ideas a nivel residencial, Precio dinamico y tarifas por tiempo de uso (TOU) , funcionan de manera similar a la compra de tarifas aéreas de temporada baja. Si desea volar durante las horas pico, pagas más. Si desea utilizar su lavavajillas durante las horas pico, pagas más. Con precios dinámicos, a los consumidores se les ofrecen descuentos en las tarifas durante los períodos de uso normales y se les cobran tarifas más altas durante las horas pico. Alternativamente, TOU permite a los consumidores cambiar sus patrones de uso de horas pico de alto precio a horas no pico menos costosas al compartir información para realizar ajustes inteligentes:Un medidor TOU en el hogar rastrea el uso total de energía en kWh durante un período de tiempo (día, año). Ahorras dinero y la red ahorra energía.
¿Qué pasa con los sistemas de respuesta a la demanda a mayor escala? ¿Algo que no deja que el consumidor corte las cargas manualmente? Además de los esfuerzos residenciales, están surgiendo empresas con el único propósito de responder a la demanda. Las empresas llamadas agregadores están interviniendo para reducir las cargas de la red mediante la recolección negavatios . Un negavatio es una unidad de potencia que ya no se necesita, y los agregadores los venden a Operadores de Sistemas Independientes (ISO) regionales que los utilizan para reducir la carga en una parte específica de la red.
Si vivieras en una casa inteligente, no tendría que bajar el termostato para ahorrar energía, la casa lo haría por usted. Jeffrey Hamilton / Stockbyte / Getty Images Uno de los modelos más interesantes de respuesta a la demanda es el red inteligente y su conexión con edificios inteligentes .
Una red inteligente es la versión del siglo XXI de la red actual. La cuadrícula de hoy es unidireccional:enciende la televisión, y trae el poder. Una red inteligente sería un sistema de comunicación bidireccional entre el proveedor y el consumidor. La estructura de la cuadrícula se describe a menudo como similar a Internet. De la misma manera, cada computadora que accede a Internet tiene una dirección de Internet, la red inteligente tendría una red de puntos de acceso que podrían ser identificados y contactados. A través de estos puntos de contacto, la red automatizaría el flujo de electricidad según sea necesario, identificar y aislar problemas de carga; también podría manejar suministros desiguales de energía de fuentes renovables como la energía eólica y solar.
Una red inteligente que habla con terminales y electrodomésticos tontos en una casa solo puede lograr mucho. La red puede identificar un problema de carga pero sin un socio de construcción inteligente, no puede hacer nada más que levantar una bandera roja. Luego se les dice a los consumidores que reduzcan o apaguen su consumo de energía.
Cuando los edificios inteligentes están conectados a una red inteligente, los edificios responden a la información recibida de la red. ¿Están subiendo los precios de la electricidad? La casa de autocontrol reacciona automáticamente reduciendo el uso de energía, tal vez bajando el termostato o apagando el lavavajillas. En última instancia, los consumidores tienen el poder de volver a subir la calefacción unos pocos grados si prefieren una casa más cálida.
En un año estudio a pequeña escala en hogares de la Península Olímpica en Washington, el Departamento de Energía (DOE) descubrió que cuando los consumidores estaban equipados con medidores eléctricos inteligentes, termostatos, calentadores de agua y secadores, redujeron el uso de energía y los costos asociados; en promedio, los participantes ahorraron un 10 por ciento en sus facturas de electricidad, y hubo una reducción del 15 por ciento en el uso de carga máxima [fuente:Grist].
Ciudades de redes inteligentes de hoyXcel Energy quiere convertir Boulder, Colo., en la primera ciudad de red inteligente en los Estados Unidos. La ciudad recibiría actualizaciones a su infraestructura de energía existente de un ciego, red de medición a un sistema eléctrico capaz de proporcionar en tiempo real, comunicaciones bidireccionales a través de su nueva red inteligente.
Una turbina en la planta de energía Geysers en California genera electricidad a partir de fuentes geotérmicas. Kim Steele / Banco de imágenes / Getty Images El beneficio de la respuesta a la demanda no es solo el ahorro de costos económicos, pero también en los costos ambientales. Si bien aún no hay una investigación definitiva sobre cómo los sistemas de respuesta a la demanda impactarán, o no, en el medio ambiente, hay algunos efectos positivos que se pueden esperar.
Primero, Muchos expertos en el campo asumen que si a las personas se les da a elegir entre conservar o no, elegirán conservar porque les sienta bien, contribución verde.
Más allá de los posibles efectos psicológicos, La respuesta a la demanda genera resultados medioambientales muy reales. Mientras que la tecnología de respuesta a la demanda cambia la energía de una fuente a otra, también funciona para reducir la cantidad de energía consumida. A su vez, menos energía consumida reduce los niveles de contaminantes generados. Sin respuesta a la demanda, Los sistemas utilizados para calentar y enfriar hogares en los Estados Unidos liberan 150 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO 2 ), un gas de efecto invernadero conocido, en el medio ambiente [fuente:Departamento de Energía de EE. UU.], y unos 30, 000 estadounidenses mueren cada año por la contaminación causada durante la producción de electricidad [fuente:Solar Energy International].
Con respuesta a la demanda, la red inteligente del siglo XXI podría ser una red verde. Las plantas que generan potencia máxima a menudo también generan altos niveles de contaminantes. Una red inteligente es más fácil de manejar fuentes de energía que pueden ser de intensidad intermitente y no siempre están disponibles. Cuando la demanda de energía alcanza su punto máximo, una red inteligente podría cambiar el tipo de combustible que utiliza, equilibrar los combustibles fósiles y las fuentes de energía renovables.
La próxima vez que veas la televisión preparar la cena y lavar la ropa, echa un vistazo al reloj. ¿Es hora pico?
Red verde de GoogleGoogle, que ha invertido anteriormente en sistemas de energía geotérmica, anunció recientemente que se asociaría con General Electric para invertir en tecnología de redes inteligentes. ¿Por qué? Los centros de datos de Google consumen mucha electricidad, al implementar tecnología de respuesta a la demanda a través de una red inteligente, Google está dispuesto a ahorrar algo de dinero.
Escribir sobre la respuesta a la demanda significó más que aprender sobre las demandas de energía de los consumidores:significó aprender sobre la red eléctrica, cómo responde la red al consumo de los consumidores y cómo podría responder si fuera un poco más inteligente. La red eléctrica actual, resulta, no es inteligente, tampoco es grande en la comunicación. La respuesta a la demanda es una forma para que los consumidores tomen decisiones más inteligentes sobre el consumo de energía, así como para que la cuadrícula haga lo mismo. Una red inteligente podría decirle que está usando su lavavajillas en un momento de uso máximo de energía y si espera unas horas habrá menos demanda. Una red inteligente también podría cambiar la energía de una fuente a otra para evitar el agotamiento de la energía que causa apagones y apagones. Una red inteligente también podría ser una red verde, equilibrar la producción de energía de los generadores de energía alimentados por combustibles fósiles y las fuentes de energía renovable. ¿Por qué no lo hemos implementado?
