calidad de energía
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CALIDAD DE ENERGÍA
Jorge Luis JaramilloFundamentos de la Electricidad
PIET EET UTPL marzo 2012
Créditos
Esta presentación fue preparada estrictamente como material de apoyo a la jornada presencial del curso de Fundamentos de la Electricidad, del programa de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones que se imparte en el Universidad Técnica Particular de Loja.
La secuencia de contenidos corresponde al plan docente de la asignatura, y, para la elaboración se han utilizado aportes propios del docente, y, una serie de materiales y recursos disponibles gratuitamente en la web.
Contenido
•Generalidades•Factor de potencia•Gestión de la demanda•Tarifación•Eficiencia energética•Esquemas de generador auxiliar y UPS•Interconexión de redes eléctricas•Storage de energía•Smart grid•Discusión y análisis
Contenido
•Generalidades
Generalidades
• Consumo residencial• Consumo comercial• Consumo industrial
Tipos de consumo
Generalidades
Tipos de circuitos
Generalidades
Angulo de fase entre el voltaje y la corriente
Generalidades
El consumo de energía eléctrica en iluminación en el mundo
Generalidades
El consumo de energía eléctrica en el mundo
Contenido
•Factor de potencia
Factor de potencia
La potencia efectiva, activa o real (P) es aquella que en el proceso de transformación de energía eléctrica, se aprovecha como trabajo. Se mide en Watts (W).
La potencia reactiva (Q) es la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores. Se mide en VAR.
La potencia eléctrica total o potencia aparente (S) es una magnitud compleja, resultante de la suma de otras dos componentes vectoriales: la potencia activa y la potencia reactiva. Se mide VA.
Se define como factor de potencia de un circuito AC, a la relación entre la potencia activa (P) y la potencia aparente.
Si las corrientes y tensiones son señales perfectamente sinusoidales, se cumple que:
• el factor de potencia puede ser reemplazado por
• el factor de potencia coincide con el coseno del ángulo que forman los fasores de la intensidad y el voltaje.
Factor de potencia
Comúnmente, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo.
El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo.
Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil.
Factor de potencia
En electrotecnia, el ángulo φ indica si las señales de voltaje y corriente se encuentran en fase.
Dependiendo del tipo de carga, el factor de potencia puede ser:• adelantado• retrasado• igual a 1.
Factor de potencia
En las cargas resistivas, como las lámparas incandescentes, el voltaje y la corriente están en fase. Por lo tanto φ = 0. En este caso, se tiene un factor de potencia unitario.
En las cargas inductivas, como los motores y transformadores, la corriente se encuentra retrasada respecto al voltaje. Por lo tanto φ<0. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado.
En las cargas capacitivas, como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. Por lo tanto φ>0. En este caso se tiene un factor de potencia adelantado.
Factor de potencia
Para producir un trabajo, las cargas eléctricas requieren de un cierto consumo de energía. Cuando este consumo es en su mayoría energía reactiva, el valor del ángulo φ se incrementa y disminuye el factor de potencia.
Factor de potencia
Instantaneous and average power calculated from AC voltage and current with a unity power factor (φ=0, cosφ=1). Since the blue line is above the axis, all power is real power consumed by the load.
Factor de potencia
Instantaneous and average power calculated from AC voltage and current with a zero power factor (φ=90, cosφ=0). The blue line shows all the power is stored temporarily in the load during the first quarter cycle and returned to the grid during the second quarter cycle, so no real power is consumed.
Factor de potencia
Instantaneous and average power calculated from AC voltage and current with a lagging power factor (φ=45, cosφ=0.71). The blue line shows some of the power is returned to the grid during the part of the cycle labelled φ
Factor de potencia
La disminución del factor de potencia trae consigo algunos problemas técnicos y económicos:
• Mayor consumo de corriente.• Aumento de las pérdidas en conductores.• Sobrecarga de transformadores, generadores y líneas de
distribución.• Incremento de las caídas de voltaje.• Incremento de la facturación eléctrica por mayor consumo de
corriente.• Penalizaciones en un % del costo de la facturación.
Factor de potencia
Compensación del factor de potencia
Compensación del factor de potencia
Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de reactivos se puede reducir e incluso anular si se colocan capacitores en paralelo con la carga.
Esta compensación, puede ser de tres tipos:
•Compensación individual•Compensación en grupo•Compensación central
Factor de potencia
Compensación del factor de potencia
Factor de potencia
Compensación del factor de potencia
Factor de potencia
Contenido
•Gestión de la demanda
Las empresas de energía están obligadas a cuantificar los requerimientos de carga (la demanda) a fin de cuantificar los requerimientos de generación (poder).
La mejor vía para minimizar las necesidades de generación adicional es la de reducir o controlar la demanda. Este es el principal objetivo de la gestión de la demanda.
Los programas de gestión de demanda (demand-side management DSM) son diseñados para proporcionar asistencia a los consumidores a fin de que reduzcan su demanda de energía y controlar sus costos en energía, mientras se concluyen nuevos proyectos de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica.
Gestión de la demanda
DSM
Las empresas de energía están obligadas a cuantificar los requerimientos de carga (la demanda) a fin de cuantificar los requerimientos de generación (poder).
La mejor vía para minimizar las necesidades de generación adicional es la de reducir o controlar la demanda. Este es el principal objetivo de la gestión de la demanda.
Los programas de gestión de demanda (demand-side management DSM) son diseñados para proporcionar asistencia a los consumidores a fin de que reduzcan su demanda de energía y controlar sus costos en energía, mientras se concluyen nuevos proyectos de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica.
Gestión de la demanda
DSM
• Lighting (i.e., rebate coupons, discounts for high-efficiency lightbulbs, efficient lighting designs, and other energy-reduction incentives)
• High-efficiency washing machines, clothes dryers, and refrigerators
• Home energy audits
• Insulation upgrades
• Appliance management
• Control some equipment to only operate during off-peak periods (water heaters, pool pumps, irrigation pumps, etc.)
Gestión de la demanda
DSM para el consumo residencial
• The efficient design of buildings and remodeling or renovation activities using more energy efficient products and technologies without increasing project costs. This would include lighting, heating, air conditioning, motor upgrades, variable-speed drives, and more efficient electrical equipment.
• Replacement incentives to remove older, lower-efficiency equipment.
• Energy consumption analysis programs to encourage better operational methods within a business or organization.
Gestión de la demanda
DSM para el consumo comercial
• Renewable energy resources incentive programs to increase the utilization of wind power, solar energy, fuel cells, and so on to generate electricity for their own facility.
• Incorporation of online energy-load profiles to be used to strategize improvement of load patterns toward energy conservation.
• Energy consumption surveys or studies to provide recommendations for load curtailment.
Gestión de la demanda
DSM para el consumo industrial
• Renewable energy resources incentive programs to increase the utilization of wind power, solar energy, fuel cells, and so on to generate electricity for their own facility.
• Incorporation of online energy-load profiles to be used to strategize improvement of load patterns toward energy conservation.
• Energy consumption surveys or studies to provide recommendations for load curtailment.
Gestión de la demanda
DSM para el consumo industrial
Contenido
•Tarifación
Tarifación
Conceptos fundamentales
• Consumo, magnitud de un suministro eléctrico, expresado en KWh.
• Potencia instalada, suma de las potencias nominales de los equipos eléctricos (KW).
• Potencia conectada, parte de la potencia instalada, que puede ser alimentada por el suministrador (KW).
• Demanda, potencia requerida por el consumidor en un instante dado (KW).
• Demanda media, valor medio de la demanda integrada en un periodo regular de tiempo (KW).
Tarifación
Conceptos fundamentales
• Factor de carga, relación entre el consumo durante un periodo de tiempo determinado y el consumo que habría resultado de la utilización permanente de la potencia máxima.
• Factor de utilización, relación entre la potencia máxima y la potencia instalada.
• Factor de demanda, relación entre la potencia máxima y la potencia conectada.
• Horas de punta, periodo del día comprendido entre las 18.00 y las 23.00.
• Momento de carga, es el producto de la potencia conectada del usuario en MW y la distancia entre el punto de empalme con la concesionaria y la subestación de distribución, en Km.
Tarifación
Categorías de tarifación según el CONELEC
• Categoría Residencial
• Categoría General• Locales y establecimientos comerciales públicos o privados• Locales públicos o privados destinados a la elaboración o
transformación de productos por medio de cualquier proceso industrial y sus oficinas administrativas
• Bombeo de Agua• Entidades de Asistencia Social• Entidades de Beneficio Público• Entidades Oficiales• Escenarios Deportivos• Culto religioso• Y los demás que no estén considerados en la Categoría
Residencial
Tarifación
Categorías de tarifación según el CONELEC
• Categoría Alumbrado Público
• Grupo Nivel de Alta Tensión
• Grupo Nivel de Media Tensión
• Grupo Nivel de Baja Tensión
Tarifación
Componentes tarifa residencial, CONELEC
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Cargos crecientes por energía en USD/KWh, en función de la energía consumida.
Tarifación
Componentes tarifa general de baja tensión, CONELEC
Sin demanda
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Cargos variables por energía expresados en USD/KWh, en función de la energía consumida.
Tarifación
Componentes tarifa general de baja tensión, CONELEC
Con demanda
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por potencia en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo.
• Un cargo por energía en USD/KWh, en función de la energía consumida.
Tarifación
Componentes tarifa general de baja tensión, CONELEC
Con demanda horaria
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por demanda en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo, afectado por un factor de corrección (FC).
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de 07h00 hasta las 22h00, que corresponde al cargo por energía de la tarifa del numeral 4.3.2.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida, en el período de 22h00 hasta las 07h00, que corresponde al cargo por energía del literal anterior disminuido en 20% y estará definido en los cargos tarifarios.
Tarifación
Componentes tarifa alumbrado público, CONELEC
• Un cargo por potencia en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo.
• Un cargo por energía en USD/KWh, en función de la energía consumida
Tarifación
Componentes tarifa media tensión, CONELEC
Con demanda
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por potencia en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo.
• Un cargo por energía en USD/KWh, en función de la energía consumida.
Tarifación
Componentes tarifa media tensión, CONELEC
Con demanda horaria
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por demanda en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo, afectado por un factor de corrección (FC).
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de 07h00 hasta las 22h00, que corresponde al cargo por energía de la tarifa del numeral 5.1.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida, en el período de 22h00 hasta las 07h00, que corresponde al cargo por energía del literal anterior disminuido en 20% y estará definido en los cargos tarifarios.
Tarifación
Componentes tarifa media tensión, CONELEC
Con demanda horaria para industriales
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por demanda en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo, afectado por un factor de corrección (FCI).
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 08h00 hasta las 18h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 18h00 hasta las 22h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 22h00 hasta las 08h00, incluyendo la energía de sábados, domingos y feriados en el período de 22h00 a 18h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de sábados, domingos y feriados en el período de 18h00 hasta las 22h00.
Tarifación
Componentes tarifa alta tensión excepto industriales, CONELEC
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por demanda en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo, afectado por un factor de corrección (FC).
• Un cargo por energía en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de 07h00 hasta las 22h00, que corresponde al cargo del numeral 5.2, literal c) disminuido en 10 % y estará definido en los cargos tarifarios.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida, en el período de 22h00 hasta las 07h00, que corresponde al cargo por energía del literal anterior disminuido en 10% y estará definido en los cargos tarifarios.
Tarifación
Componentes tarifa alta tensión industriales, CONELEC
• Un cargo por comercialización en USD/consumidor, independiente del consumo de energía.
• Un cargo por demanda en USD/KW, por cada KW de demanda facturable, como mínimo de pago, sin derecho a consumo, afectado por un factor de corrección (FCI).
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 08h00 hasta las 18h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 18h00 hasta las 22h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de lunes a viernes de 22h00 hasta las 08h00, incluyendo la energía de sábados, domingos y feriados en el período de 22h00 a 18h00.
• Un cargo por energía expresado en USD/KWh, en función de la energía consumida en el período de sábados, domingos y feriados en el período de 18h00 hasta las 22h00.
Contenido
•Eficiencia energética
Eficiencia energética
La eficiencia energética se puede definir como la reducción del consumo de energía manteniendo los mismos servicios energéticos, sin disminuir nuestro confort y calidad de vida, protegiendo el medio ambiente, asegurando el abastecimiento y fomentando un comportamiento sostenible en su uso.
El National Energy Education Development Project de los Estados Unidos, define a la eficiencia en el uso de la energía como el uso de tecnología que requiere menos energía para realizar la misma función.
Desde la perspectiva social, la eficiencia en el uso de la energía implica la invención e innovación de tecnología y del comportamiento de los individuos, enfocados a ahorrar energía y consecuentemente dinero. No todos piensan en la reducción de emisiones y en el impacto positivo en el medio ambiente. Definición
Eficiencia energética
Los informes sobre el abastecimiento futuro de energía, han sonado una alarma general sobre la insuficiencia de los combustibles fósiles en un horizonte de menos de 10 años , lo que ha obligado a que los gobiernos adopten medidas encaminadas a fomentar la eficiencia energética. Las medidas adoptadas se centran en cuatro ejes de acción:
•desarrollo de tecnología•aplicación de las tecnologías•cultura social•educación.
De acuerdo al criterio principal de la medida, ésta se clasifica en uno de tres grupos principales:
•incentivos financieros•mandatos – estándares – códigos• programas de participación ciudadana.
La eficiencia energética no es gratuita, pero cuesta menos que la generación y el suministro de nueva energía.
El punto de partida
Eficiencia energética
EE en el hogar
Eficiencia energética
EE en el hogar
Eficiencia energética
EE en el hogar
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
EE en iluminación
Eficiencia energética
Etiquetas de eficiencia
Las etiquetas de Eficiencia Energética se adhieren a los productos para brindar información a los compradores sobre su desempeño energético, generalmente en la forma de la cantidad de energía utilizada, su eficiencia, el costo de la energía consumida y/o su capacidad de aislamiento térmico o trasmitancia.
Eficiencia energética
Etiquetas de eficiencia
Las etiquetas pueden ser:
•Etiquetas de aprobación.•Etiquetas comparativas.•Etiquetas informativas.
Las etiquetas de aprobación son esencialmente “sellos de aprobación” que certifican que el equipo o producto es uno de los más eficientes de su clase en cuanto a su desempeño energético, es decir que ofrecen información comparativa implícita.
Las etiquetas comparativas le ofrecen al consumidor información que le permite comparar el desempeño energético del producto con el de los productos similares.
Las etiquetas de información únicamente proporcionan datos sobre el desempeño energético del propio producto, sin ofrecer información comparativa.
Eficiencia energética
Etiquetas de eficiencia
Contenido
•Esquemas de generador auxiliar y UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Generador de emergencia
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Uninterruptible Power Supply UPS
• Offline / standby• Line-interactive• Double-conversion / online• Hybrid topology / Double conversion on demand• Ferro-resonant• DC power• Rotary
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Offline standbay UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Line – interactive UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Double-conversion / online UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Ferro-resonant UPS
Esquema de generadores auxiliares y UPS
Rotary UPS
Contenido
•Interconexión de redes eléctricas
Interconexión de sistemas de energía
•Generalidades•Interconexión de sistemas de energía en Europa•Interconexión de sistema de energía en LatAm•Discusión y análisis
Generalidades
Interconnected power systems (i.e., power grids) offer many important advantages over the alternative of independent power islands.
Large power grids are built to take advantage of electrical inertia for the purpose of maximizing system stability, reliability, and security. Also, in today’s regulatory atmosphere, large interconnected power grids offer new opportunities in sales/marketing, alternative revenue streams, and resource sharing for a price.
Steven W. Blume. ELECTRIC POWER SYSTEM BASICS: for the nonelectrical professional. IEEE Press Series on Power Engineering. IEEE, 2007
Generalidades
•Altas tasas de crecimiento de la demanda.• Necesidades de inversión significativas. • Recursos potenciales significativos no están uniformemente distribuidos.•Creciente emisión de gases efecto invernadero
Desafíos para una interconexión regional
Generalidades
Generalidades
Generalidades
Generalidades
Consumo de energía mundial
Generalidades
Dependencias en energía primaria
Generalidades
Dependencia energética de los EEUU
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Gross Inland ConsumptionEU energy and transport in figures. Statistical pocketbook 2010. ISBN 978-92-79-13815-7. doi: 10.2768/19814.
© European Union, 2010
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Electricity Production Capacity – EU-27 in GWEU energy and transport in figures. Statistical pocketbook 2010. ISBN 978-92-79-13815-7. doi: 10.2768/19814.
© European Union, 2010
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Electricity consumption and exchanges in regions in Europe in 2006 (in TWh)Interconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi:
10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.La Segunda Guerra Mundial, 1939 - 1941
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.Europa, 1945
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.Pacto de Varsovia vs. OTAN, 1973
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.La UE, 2010
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.Antonio Sánchez Andrés. LA DEPENDENCIA ENERGÉTICA EUROPEA DE RUSIA. ECONOMÍA DE LA ENERGÍA. Mayo-Junio 2008. N.º 842
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.Antonio Sánchez Andrés. LA DEPENDENCIA ENERGÉTICA EUROPEA DE RUSIA. ECONOMÍA DE LA ENERGÍA. Mayo-Junio 2008. N.º 842
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Dependencia energética respecto a Rusia.Périmetro asignado al USCENTCOM.
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main prioritiesInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi:
10.2768/11498. .European Communities, 2008
• identifying the most significant missing infrastructure up to 2013 and ensuring pan-European political support to fill the gaps.
• appointing European coordinators to pursue the most important priority projects.
• agreeing a maximum of five years within which planning and approval procedures must be completed for projects that are defined as being ‘of European interest’ under the TEN-E guidelines.
• examining the need to increase funding for the trans-European energy networks, particularly in order to facilitate the integration of renewable electricity into the grid.
• establishing a new mechanism and structure for transmission system operators (TSOs), responsible for coordinated network planning.
Interconexión de sistemas de energía en Europa
HVDC interconnections in western Europe - red are existing links, green are under construction, and blue are proposed. Many of these transfer power from renewable sources such as hydro and wind.
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main prioritiesInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR
TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities,
2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main prioritiesInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR
TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main priorities: The French–Spanish connectionInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR
TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main priorities: Baltic and North Sea offshore wind connections
Interconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-
07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main priorities: The northern Europe power linkInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR
TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
Main prioritiesInterconneting Europe. NEW PERSPECTIVES FOR
TRANSEUROPEAN ENERGY NETWORKS. ISBN 978-92-79-07295-6. doi: 10.2768/11498. .European Communities, 2008
Interconexión de sistemas de energía en Europa
The European Strategic Energy Technology Plan Set –Plan. Towards a low-carbon future
• The European Industrial Bioenergy Initiative• The European CO2 Capture, Transport and Storage Initiative• The European Electricity Grid Initiative• The Fuel Cells and Hydrogen (FCH) Joint Technology Initiative• The Sustainable Nuclear Initiative• Energy Efficiency – The Smart Cities Initiative• The Solar Europe Initiative• The European Wind Initiative
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Consumo de energía en LatAm
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Producción / consumo de energía primaria en LatAm
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Panorámica de la interconexión en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
La energía es un elemento central del desarrollo económico y social de América Latina
La integración entre países se presenta como una herramienta importante de avance, con evidentes beneficios
La realidad política y económica regional ha interrumpido los procesos de integración
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Beneficios de la interconexión regionalHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
• Utilización de los recursos de los países ricos (en ellos) y exportación de energía hacia los países pobres.
• Diversificación de la matriz energética.
• Complementariedad de los recursos energéticos (hidráulicos-cuencas y térmicos).
• Reducción de riesgos hidrológicos.
• Complementariedad estacional de la demanda y diversidad horaria de ella.
• Utilización plena de la infraestructura y necesidad de menor capacidad de reserva.
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Beneficios de la interconexión regionalHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
• Economías de escala y menores costos de operación.
• Tarifas competitivas y costos eficientes.
• Menor volatilidad de precios.
• Mayor competencia.
• Mayor sustentabilidad ambiental- posibilidad reducir contaminación.
• Mayor seguridad energética, confiabilidad y menores riesgos racionamiento.
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Crecimiento de la demanda regionalHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Emisión de gases de efecto de invernaderoHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía
Emisión de gases de efecto de invernaderoHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Capacidad eléctrica instalada en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Recursos energéticos en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
• Recursos potenciales significativos pero no uniformemente distribuidos. (hidroelectricidad, petróleo, gas natural, carbón, uranio).
• Fuerte participación de fuentes hidroeléctricas.• Matriz energética “limpia”.• La hidrogeneración facilita la inserción de otras
fuentes renovables (producción estacional y/o variable).
• Importancia creciente del gas natural• Gran diversidad de realidades por país
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Potencial hidroeléctrico en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Ecuador, 21.25 GW
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Reservas de gas natural en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad
Católica de Chile. Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Ecuador, 25 TCF
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Reservas de petróleo en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Ecuador, 1.47 Bb
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Reservas de carbón en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Reservas de uranio en LatAmHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Macroproyecto de integración CIER (Comisión de Integración Eléctrica Regional)Hugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Macroproyecto de integración CIERHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de
Chile. Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Interconexión de sistemas de energía en LatAm
Interconexiones gas y electricidadHugh Rudnick. Integración Energética en América Latina, Avances y Retrocesos. Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería. Reunión Regional IEEE Latinoamérica. Marzo 2010
Contenido
•Storage de energía
Storage de energía
•Fuentes primarias de energía: Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua, el sol, etc. Las fuentes de energía se clasifican en renovables y no renovables.
•Vectores energéticos. Se denomina vector energético a aquellas sustancias o dispositivos que almacenan energía, de tal manera que ésta pueda liberarse posteriormente de forma controlada. Ejemplos típicos de vectores energéticos son las baterías, las pilas, las aplicaciones con hidrógeno, los volantes inerciales, las aplicaciones de aire comprimido, entre otros.
Fuentes de energía
Storage de energía
•La generación de electricidad, consiste en la transformación de alguna clase de energía «no eléctrica» (sea esta química, mecánica, térmica, luminosa u de otra índole) en energía eléctrica.
•Se han desarrollado iniciativas para transformar distintas formas de energía en energía eléctrica. Entres estas formas podemos anotar a la energía nuclear, energía hidráulica, energía solar, energía eólica; energía mareomotriz, energía undimotriz, energía geotérmica, etc.
•Se experimenta con generación de energía eléctrica a partir de energía humana.
Generación de energía eléctrica
Storage de energía
Centrales de generación de energía eléctrica
Storage de energía
Centrales no convencionales de generación de EE
Storage de energía
Centrales no convencionales de generación de EE
Storage de energía
•Fiabilidad. •Transportabilidad • Direccionalidad
Requerimientos de los usuarios hacia las fuentes de energía
Storage de energía
Bloques estructurales en las centrales no convencionales de generación de EE
Transformación deenergía
Storage deenergía
Interfaz conel usuario final
Tecnologías para storage de energía
Tecnologías para storage de energía
Tecnologías para storage de energía
Hydroelectric Pumped Storage
Tecnologías para storage de energía
Compressed Air Energy Storage
Tecnologías para storage de energía
Battery Facility
Tecnologías para storage de energía
Flywheels
Tecnologías para storage de energía
Solar Thermal Power Plant with Molten Salt Storage
Tecnologías para storage de energía
Tecnologías para storage de energía
Applications of Energy Storage in High-penetrationPV Systems
Tecnologías para storage de energía
Applications of Energy Storage in High-penetrationPV Systems
Contenido
•Smart grid
Smart grid
Bulk Generation. Fuente IEEE
Smart grid
Transmission. Fuente IEEE
Smart grid
Distribution. Fuente IEEE
Smart grid
Customer. Fuente IEEE
Smart grid
Operations. Fuente IEEE
Smart grid
Markets. Fuente IEEE
Smart grid
Service Providers. Fuente IEEE
DISCUSIÓN Y ANÁLISIS
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