MICRO REDES: CONCEPTOS E IDEAS PARA UN BUEN COMIENZO

ING. GERARDO COSME NÚÑEZ

CONSULTOR, SOLARTEK

GERARDO_COSME@SOLARTEKPR.NET

TOPICOS

- Presentación del concepto de micro redes aplicable a Puerto Rico

- Evolución y algo de experiencia (importante para Puerto Rico) en la estrategia de diseño de sistemas fotovoltaicos con baterías/generadores en micro redes

- Ideas de iniciativas y proyectos para el gobierno, CEPR, AEE, AAA, proveedores de energía y academia ante los inevitables cambios en la industria eléctrica en Puerto Rico.

MICROREDESDEFINICION - ES LA EVOLUCION NATURAL DE LA GENERACION DISTRIBUIDA ATRIBUIDA MAYORMENTE AL PROGRESO TECNOLOGICO EN GENERAL CON ENFASIS ESPECIAL EN LA ELECTRONICA DE POTENCIA Y DE LAS CIENCIAS DE MATERIALES EN LA APLICACION DE SISTEMAS HIBRIDOS, LOS CUALES SON ORIGINALMENTE DOS O MAS FUENTES DE GENERACION PARA UNA O MAS CARGAS, EXTENDIDO A LA CAPACIDAD DE INTERCONECTAR OPORTUNAMENTE CON REDES CIRCUNDANTES.

PROPOSITO - PRIMORDIALMENTE ES APROVECHAR AL MAXIMO EL RENDIMIENTO ECONOMICO DEL USO DE FUENTES RENOVABLES LOCALES COMO PRIMERA OPCION, EN ESPECIAL LAS DE NATURALEZA INTERMITENTE CON LA MINIMA Y OPTIMA INTERVENCION DE GENERACION FOSIL O ALMACENAMIENTO ENERGETICO PRINCIPALMENTE DE DIFICIL ADQUISICION O DE ALTOS COSTOS.

MICRORED(ESCUELA DE INGENIERIA)

MICROREDESVECINAS

MICRO REDMAYOR(CAMPUS)

TEATRO

CIENCIAS NATURALES

RED ELECTRICA LOCAL

Figura 1: Ilustración de campo de acción de microredes

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- “ARRAY SIZING” ACUALMENTE MAYOR AL JUSTO Y NECESARIO POR REDUCCION DE COSTO DE PLACAS SOLARES PARA MINIMIZAR “SIZING” Y DEPENDENCIA DE BATERIAS. EL COSTO DE SISTEMAS RESIDENCIALES CON BATERIAS EN LITIO ESTA POR LOS 7 A 9 DOLARES POR VATIO EN CAPACIDAD DC, EQUIVALENTE AL COSTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS SIN BATERIAS PARA EL AÑO 2009, AHORA EN MENOS DE 3 DOLARES.

- BATERIAS DE LITIO = MAYOR UTILIZACION DE ALMACENAMIENTO UTILIZANDO BANCOS MAS PEQUEÑOS, MENOR MANTENIMIENTO Y REDUCCION DE LA VARIABILIDAD DE RENDIMIENTO POR FACTOR HUMANO.

- FLEXIBILIDAD DE NUEVOS CONVERTIDORES PARA APLICACIÓNES A TODAS LAS ESCALAS E INTERACCION UNIVERSAL CON GENERACION/CARGA Y CAMBIOS EN COMPORTAMIENTO Y NECESIDADES A LO LARGO DEL TIEMPO.

Evolución y algo de experiencia (importante para Puerto Rico) en la estrategia de diseño de

sistemas fotovoltaicos

- TECNOLOGIA CLAVE (POR SU VIABILIDAD DE DISPERCION) EN PUERTO RICO PARA ADEMAS DE DESPLAZAR GENERACION BASE Y PICO, REMPLAZAR LA DEPENDENCIA DE LA INERCIA MECANICA DE LAS MAQUINAS ROTACIONALES GRANDES POR ESQUEMAS ELECTRONICOS.

- LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DEBEN TENER FACILIDAD DE INTEGRACION A OTRAS FUENTES Y TECNOLOGIAS, PARA NO DEPENDER UNICAMENTE DE ACEPTACION EXTERNA PERO SI SER FLEXIBLES.

- LOS SISTEMAS, COMUNIDADES O MICROREDES DEBEN SER HECHOS A LA MEDIDA DE LAS NECESIDADES Y RECURSOS COMUNITARIOS . EJEMPLO; PROYECTO SOLAR ISLA DE MONA (1996) – EJEMPLO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO “COMUNITARIO” Y SUS ELEMENTOS DE ÉXITO;

> DESEADO - 24 HORAS DE SERVICIO VERSUS 12 HORAS CON POR GENERADOR DIESEL Y BOMBEO DE AGUA CON GASOLINA PERMITIENDO TENER ENTRE OTRAS COSAS MANTECADO DISPONIBLE. ESTO RESULTA EN MAYOR EXPECTATIVA DE VIDA DEL PROYECTO.

> MANEJABLE LOCALMENTE - EL SISTEMA SE DISEÑO SEGMENTADO EN SISTEMAS DEDICADOS PARA SER ATENDIDOS LOCALMENTE (ESTOY HABLANDO DE ISLA DE MONA!) CON PERSONAL ALGO DIESTRO PERO NO “EXPERTOS” , CON “ OFF THE SHELF COMPONENTS” EN VEZ DE SER UN SISTEMA CENTRALIZADO UNICO Y COMPLEJO ( PERO OJO MAS ECONOMICO EN SU COSTO INICIAL) QUE TENIA QUE SER ATENDIDO POR PERSONAL CUALIFICADO EN ESTADOS UNIDOS. ESTO RESULTA EN EL EMPODERAMIENTO DE LA COMUNIDAD Y MENOS DEPENDENCIA EXTERNA.

Evolución y algo de experiencia… (cont.)

INVERSOR COMO OPCION PARA EXPORTARENERGIA CON PERMISO DE LA RED LOCAL PARA ELCASO QUE LA RED LOCAL ES AC. SI LA RED A CONECTARES DC NO ES NECESARIO EL INVERSOR Y EL RECTIFICADOR DE ENTRADA, PERO POSIBLEMENTEUN CONVERTIDOR DE ENTRADA Y SALIDA DC/DC PARA PROPOSITOS DE COMPATIBILIDAD

RECTIFICADOR

INVERSOR EN PARALELO

PANEL DCCON CARGASCONTROLABLESCOMO OPCION

PANEL ACCON CARGASCONTROLABLESCOMO OPCION

PROTECCIONDE RED LOCAL

PROTECCIONDE CARGAS

BARRA DC

SUB-BARRA DESERVICIO DC

SUB-BARRA DESERVICIO AC

Figura 2: Diagrama representativo de una microred DC futura

Ideas de iniciativas y proyectos para el gobierno, CEPR, AEE, AAA, proveedores de energía y academia ante los inevitables cambios en la industria eléctrica en Puerto Rico.

Nota: GD=generador distribuido con o sin almacenamiento según sea el caso, el almacenamiento puede ser químico, mecánico, o térmico que pueda ser convertido y despachado en electricidad de forma inmediata.

Línea o “whistle blower” de clientes para querellas administrativas y viabilizar la evaluación de personal en servicios o áreas monopolizadas.

Pago aparte al kWh a GD con capacidad almacenada disponible.

Simplificación de estudios suplementarios para GD’s con almacenamiento y cero exportación no solicitada.

Incentivar con créditos contributivos/rembolsos o la oportunidad de proveer servicios ancilares a los GD’s con almacenamiento que estén interconectados y tengan disponibilidad de exportar potencia en todo momento. Este incentivo será proporcional a la cantidad de potencia que pueda despachar con respectivo a su propio consumo pico y el tiempo que pueda proveer esa energía, además de un mayor porcentaje si la fuente de energía es de índole renovable. En la unión esta la fuerza!

Ordenar propuestas de taifas incentivadas para proveedores de energía a sus clientes interconectados en tarifas fuera de uso pico o importación

Repensar la re-organización de alumbrado publico y acelerar el cambio a led u opcionalmente a solar.

Para el sector residencial cobrar la luz en bloque, para así cubrir un consumo energético mínimo a todos con tarifa económica, y aumentarla en los bloques subsiguientes de forma escalonada. Proveer excepciones para casos especiales por condición de salud.

Ojo a los esfuerzos de la CEPR, Legislatura y Ejecutivo en regular microredes, para no convertir el proceso en uno restrictivo a cambios inevitables tecnológicos y economicos.

Transicionar del modelo de generación base a uno de unidades pequeñas dispersas para reducir la dependencia de la inercia rotacional de maquinas grandes por sistemas electrónicos, atados a múltiples alternativas de rutas vía infraestructura de transmisión y distribución.

Ideas de iniciativas… (cont.)

Ordenar a la Comisión de Energía a que defina el costo de infraestructura eléctrica indirectamente ligada a los habitantes de la Isla tal como por ejemplo el alumbrado publico, semáforos, etc. para que sea cobrado aparte a la factura eléctrica de servicio debido al inevitable (en mayor grado si no hay ambiente de integración en la red) movimiento de residencias, comercios e industrias a desconectarse de la Red Eléctrica.

Re-establecer inicialmente el cumplimiento original del estándar IEEE 1547 para GD’s a base de inversores cuya capacidad total no exceda 10 kW para facilitar los proyectos plug and playsegún definido en el Reglamento de Interconexión actual. Extenderlo a mayores capacidades a manera que el sistema eléctrico pueda ser robusto.

Promover leyes agresivas para la protección de servidumbres eléctricas, de construcciones y material vegetativo, y flexibilizar la eliminación de arboles en servidumbres invadidas.

Ideas de iniciativas… (cont.)