Visión general
Presentamos una
nueva visión orientada al usuario (consumidor - generador) de energía que esta
llamado durante las próximas décadas a convertirse en el protagonista de la
evolución en la generación de energía.
Hasta hace poco,
la generación de energía era vista como un proceso que es responsabilidad de las
administraciones públicas o grandes corporaciones con posibilidades de
inversión para la construcción de plantas de diferentes tamaños y tecnologías.
La tecnología
fotovoltaica está evolucionando de manera creciente y muy rápida para estar más
cerca de las personas en todo momento.
Constantemente
aparecen nuevas aplicaciones de generación de energía fotovoltaica para nuevas
funciones específicas.
Esta es la
reflexión sobre cómo la generación de energía con sistemas fotovoltaicos
afectará la vida cotidiana de los ciudadanos del mundo, consolidando y
permitiendo nuevas formas de integración.
Existen otras tecnologías
de generación de energía que están evolucionando en forma de costos y
eficiencia, como la eólica, la hidroeléctrica, ... ninguna de ellas tiene la
posibilidad de cumplir con lo que se conoce como la Ley de Moore y facilitar la
accesibilidad al usuario como generador de su propia energía.
El
concepto de Generación Distribuida
La generación
distribuida, tiene su razón de ser en la generación de la energía en el propio
local de consumo, o en un entorno de proximidad de dicho local, de forma que el
uso de las redes de transporte y distribución de energía caigan a su mínima
expresión.
El objetivo de la
generación distribuida es que la distribución de la generación se adapte en el
territorio a la distribución que tiene el consumo de energía en el propio
territorio y el excedente de energía generada se envíe a la línea de distribución
para reducir la necesidad de recibir energía de locales distantes.
Este objetivo no
siempre es asumible, por diferentes causas,
· En zonas de alta densidad demográfica,
actualmente, es difícil encontrar los espacios suficientes para generar la
totalidad de la energía requerida.
· No todos los edificios tienen disponibilidad
física para la instalación de su sistema de generación para autoconsumo
· La generación por parte de energías
renovables no es constante y no necesariamente va a coincidir en horarios y
cargas con las necesidades de consumo
Los
primeros pasos de la generación distribuida
A principios de
la década de 1980, la compañía suiza Alpha Real dirigida por el ingeniero suizo
Markus Real[i] con su
equipo diseñó e implementó el primer sistema de generación distribuida, que
permitió que los sistemas de generación instalados en los techos de las casas
de los ciudadanos de Zúrich (Proyecto MegaWatt)[ii] (333
sistemas de 3 kW cada generaban 1 MW) generaran en cada uno la energía que
consumían y el excedente (o no consumido el día), se ingresó en la red, para
compensar con la entidad de distribución y así se logró equilibrar la energía
consumida con la energía generada. Anteriormente, en 1979, este equipo había
desarrollado el primer inversor europeo.
Esta fue la
primera experiencia conocida de lo que ahora conocemos como Net Metering (Generación
Distribuida con Medición Neta).
Debido a
diferentes cuestiones de diferentes órdenes (económica, política, técnica,
etc.), la generación distribuida se ha mantenido hasta la fecha como una forma
marginal de generación de energía. Ha sido durante la última década que su
desarrollo se está consolidando en muchos países como una fuente real de
generación de energía para el conjunto de los ciudadanos.
Hoy en día
existen diferentes leyes en el mundo, que de manera visionaria avanzada
refuerzan la Generación Distribuida como uno de los pilares del desarrollo
sostenible en la generación de energía, la base de la vida y el futuro del
desarrollo humano. Una de las leyes más avanzadas es la de Brasil, aunque con
claras objeciones por parte de los grandes distribuidores, aunque el camino es
este y no hay vuelta atrás, aunque puede haber cambios administrativos para
equilibrar los costos reales de la disponibilidad de la energía generada en el
HUB (Hosting Unit Backbone) por HSS (Hosted Self-generation System) de usuarios
en unidades de consumo, asumiendo los costos de transporte y distribución (sin
olvidar que en los próximos años la tecnología puede afectar las funciones de
transmisión, almacenamiento y transporte de energía).
Factores
a considerar
Ley de
Moore: generación fotovoltaica
Para hacer
referencia a la Ley de Moore en el contexto actual, nada mejor que la
referencia que aparece en Wikipedia (https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Moore):
"En un
artículo científico en la revista Electronic del 19 de abril de 1965, Gordon
Moore[iii] hizo
la siguiente cita:
The complexity for minimum
component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year ...
Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to
increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit more uncertain,
although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for
at least 10 years. That means by 1975, the number of components per integrated
circuit for minimum cost will be 65,000. I believe that such a large circuit
can be built on a single wafer.
La complejidad de los componentes con costos
mínimos ha aumentado a una tasa de aproximadamente un factor de dos por año ...
Ciertamente, a corto plazo, se puede esperar que esta tasa se mantenga, si no
aumenta. A largo plazo, la tasa de aumento es algo más incierta, aunque no hay
razón para creer que no se mantendrá casi constante durante al menos 10 años.
Esto significa que alrededor de 1975, el número de componentes por circuito
integrado por un costo mínimo será de 65,000 (65nM). Creo que grandes circuitos
como este se pueden construir en un solo componente.
El primero en
abordar la profecía de Moore para su 'Ley' fue Caver Mead, entonces profesor de
Caltech y pionero de la Tecnología VLSI, en el año 1970[iv].
En 1975, Moore
revisó su pronóstico para, cada dos años, un aumento del 100% en el número de
transistores de chip, manteniendo su costo. Sin embargo, un colega de Moore
predijo que este período sería cada 18 meses.
¿Por qué citamos
la Ley de Moore aquí? Simplemente porque, en una gran aproximación, lo que
Moore proyectó a principios de la segunda mitad del siglo XX se proyecta con la
evolución de la tecnología fotovoltaica. No es nuestro objetivo entrar en la
discusión si en el caso de la energía fotovoltaica el período es de 18, 24 o 36
meses, estamos convencidos de que el modelo se repite y su proceso no ha
terminado.
Generación
distribuida
Net
Metering
La generación
distribuida, a partir de la experiencia de Alpha Real antes mencionada permitió
el desarrollo del concepto Net Metering (medición neta y balance de la energía
generada sobre la energía consumida)
El Sistema de
compensación de energía eléctrica, también conocido por el término inglés de “net
Metering”, es un procedimiento en el que un consumidor de energía eléctrica
instala pequeños generadores en su unidad de consumo (como, por ejemplo,
paneles solares fotovoltaicos y pequeños aerogeneradores) y la energía generada
se utiliza para reducir el consumo de electricidad de la unidad. Cuando la
generación es mayor que el consumo, el balance positivo de energía se puede
utilizar para reducir el consumo en otra publicación de tarifas o en la factura
del mes siguiente.
Las políticas de
medición neta pueden variar según el país, el estado o la ciudad. A diferencia
de la tarifa de alimentación (FIT) o la medición del tiempo de uso (TOU), la
medición neta se puede implementar sin requerir ninguna medición especial, o
incluso cualquier acuerdo previo o notificación.
La medición neta
es una política diseñada para promover la inversión privada en energía
renovable.
Generación
Remota Distribuida (Remote Distributed Generation)
HSS el
modelo disruptivo de sistema para generación fotovoltaica
Independientemente
de la existencia de ciertas fórmulas desarrolladas específicamente para la
generación distribuidas en algunos países de manera compartida (consorcios y
asociaciones en el caso de Brasil) entre los consumidores interesados en la
generación de su propia energía, con los consecuentes problemas especialmente
de optimizar los ingresos de inversión debido a la operación basada en cuotas.
Por estas y otras razones, la mayoría de los modelos estructurados están
evolucionando hacia la autogeneración remota individualizada, que en realidad
son las que tienen consecuencias perjudiciales entre los propios consumidores /
generadores. Estos son los sistemas HSS instalados en el HUB - PV
correspondiente que detallamos a continuación.
Conceptos
asociados: HSS, LSS y HUB
La evolución de
la generación distribuida ha permitido la aparición de sistemas de generación
de energía distribuidos de forma remota para el consumo del propio generador.
Estos sistemas, cuando se instalan en áreas con infraestructuras específicas
para ellos, y con los servicios de mantenimiento y operación asociados se
conocen como "Sistemas de autogeneración alojados HSS (Hosted
Self-generation Systems)" y los lugares donde se instalan de manera
estructurada y donde reciben servicios. especificados anteriormente se conocen se “Hosting Unit
Backbone (HUB)" En un futuro próximo, estos dos conceptos HSS y HUB se
asociarán con la generación remota distribuida, especialmente efectivos en el
caso de la energía fotovoltaica (HUB-PV). Los HSS se complementan con los LSS
(Local Self-generation Systems) diseñados para generar la energía fotovoltaica
en el propio local de consumo.
[ii] "Let It Shine: The
6,000 Year Story of Solar Energy", John Perlin 2013 – capítulo 28
[iii] https://hasler.ece.gatech.edu/Published_papers/Technology_overview/gordon_moore_1965_article.pdf
[iv] “Procesadores desde la prehistoria hasta el futuro de la CPU”, Kleber
Manca, https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Moore
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