La congestin en las lneas de transmisin, los psimos perfiles de tensin en las barras del Sistema Elctrico Interconectado Nacional (SEIN), la centralizacin de la generacin en la zona centro del Per, los altos costos de las nuevas lneas de 500 kV, la mala calidad de servicio elctrico; han llevado a pensar en aplicar el concepto de Generacin Distribuida en el Per, es decir, proponer nuevos centros de generacin muy cerca de los centros de consumo para no tener que transmitirla a grandes distancias producindose altas prdidas en dicha transmisin.

INTRODUCCION

En la Figura, se muestra uno de los problemas de la generacin centralizada; es decir, los grandes centros de generacin estn en el centro del pas, los cuales tienen que inyectar potencia hacia el Norte y el Sur, produciendo la congestin de dos lneas principales de transmisin: Paramonga-Chimbote (hacia el Norte) y Mantaro-Socabaya (hacia el Sur).

QU ES LA GENERACIN DISTRIBUIDA? No existe consenso, a nivel mundial ni europeo, sobre qu es exactamente

la Generacin Distribuida (GD), puesto que son mltiples los factores que afectan a su definicin: tecnologas empleadas, lmite de potencia, conexin a red, etc.

El DPCA (Distribution Power Coalition of Amrica) la define como, cualquier tecnologa de generacin a pequea escala que proporciona electricidad en puntos ms cercanos al consumidor que la generacin centralizada y que se puede conectar directamente al consumidor o a la red de transporte o distribucin. Por otro lado, la Agencia Internacional de la Energa (IEA, International Energy Agency) considera como GD, nicamente, la que se conecta a la red de distribucin en baja tensin y la asocia a tecnologas como los motores, mini- y microturbinas, pilas de combustible y energa solar fotovoltaica.

Cortesa de LABEIN-TECNALIA

En el Per, las primeras aplicaciones de la generacin elctrica se dan en Lima, para la iluminacin; cuando por concesin municipal, el 15 de mayo de 1886 se inaugur el alumbrado pblico elctrico que ilumin la Plaza de Armas, los jirones Unin y Carabaya, el puente, la bajada del puente y la Plaza de la Recoleta. La corriente proceda de una planta a vapor de 500 hp instalada frente al Parque Neptuno, hoy Paseo de la Repblica.

Luego vendra la Planta Trmica en Limatambo con la cual se dio abastecimiento al primer ferrocarril elctrico del Per, inaugurada en 1904. Tambin durante esa poca se construyeron las primeras centrales hidroelctricas: Chosica y Yanacoto; posteriormente vendran las centrales trmicas de Santa Rosa, que se fue ampliando paulatinamente, y las centrales hidroelctricas instaladas en las cuencas de los ros Santa Eulalia y Rimac que hoy conocemos: Huampan, Moyopampa, Callahuanca y Huinco.

HISTORIA GD EN EL PERU

Durante este perodo de desarrollo energtico, surgen tambin las primeras industrias; entre ellas las azucareras del norte que implantan sistemas de generacin distribuida del tipo cogeneracin para autoabastecimiento de energa elctrica y trmica para sus procesos industriales; las explotaciones mineras que para su desarrollo tambin construyen sus propias plantas de generacin, tales como la Planta Trmica de Ilo, instalada por la compaa minera Southern Per Cooper Corporation. Aqu en Lima, las industrias tambin empiezan con su propia generacin, tal es el caso de la ex-empresa de fertilizantes FERTISA que instala una central trmica a vapor.

A finales de la dcada de los 50 la configuracin de la generacin elctrica en las industrias del Per era preponderantemente distribuida (autogeneradores); para las ciudades se tena las centrales elctricas de mediana capacidad instaladas no muy lejos de ellas; tal es el caso de Lima, respecto de las centrales de la cuenca del Rimac y Santa Eulalia.

HISTORIA GD EN EL PERU

Caractersticas de la Generacin Distribuida

CARACTERSTICAS DE LA GENERACIN DISTRIBUIDA DESCRIPCIN BENEFICIO

El tamao de los sistemas de generacin distribuida puede ajustarse, agregando o retirando unidades, para ajustarse a la demanda. Modularidad

La electricidad a pequea escala puede planearse, localizarse y construirse ms rpidamente que los sistemas ms grandes, reduciendo los riesgos de exceso de capacidad, los largos periodos de construccin y la obsolescencia tecnolgica.

Instalacin rpida

La generacin distribuida es ms diversa y se basa en varias fuentes renovables, reduciendo la exposicin a las fluctuaciones de los precios de los combustibles fsiles.

Diversidad de combustibles y reducida volatilidad de los precios

Las numerosas plantas ms pequeas es poco probable que fallen simultneamente, tienen paradas ms cortas, son ms fciles de reparar, y geogrficamente estn ms dispersas. Fiabilidad y elasticidad

La electricidad a pequea escala evita la construccin de nuevas centrales, reduce las prdidas de la red, y retrasa o evita la necesidad de construir nuevas redes y conexiones. Evitan la construccin de centrales y redes,

prdidas y conexiones

La generacin distribuida posibilita el control y la opcin local, y permite el uso de fuentes energticas locales, impulsando el desarrollo econmico regional. Control local y regional

La electricidad a pequea escala generalmente emite cantidades ms bajas de partculas, azufre y xidos de nitrgeno, y dixido de carbono, y tiene un impacto ambiental ms bajo en el territorio y en el suministro y calidad del agua.

Evita emisiones y reduce el impacto ambiental

Beneficios para el usuario: Mayor confiabilidad del servicio de energa elctrica. El usuario selecciona su fuente de aprovisionamiento ms

conveniente, de menor costo y mejor calidad. Permite obtener una mayor prediccin del costo de la energa. Mejor control y administracin de la fuente de energa y de las cargas,

incrementando el rendimiento. Permite la cogeneracin en el lugar de consumo, optimizando la

eficiencia energtica. Permite el uso del combustible disponible en el lugar: gas natural, gas

licuado/propano, gas-oil, kerosene, etc., as como combustibles que se desechan de otros procesos, como gases de basura, biogs, gas de pozos petroleros, plataformas offshore, etc.

Menor contaminacin ambiental. Mayor velocidad de repuesta a aumentos de la demanda.

Beneficios de la Generacin Distribuida

Beneficios para la red: Generacin y almacenamiento cercanos al lugar de consumo:

implica menores prdidas de energa en los sistemas de transmisin y distribucin.

Reduce las inversiones iniciales. La inversin se realiza a medida que crece la demanda de energa.

Menor riesgo financiero. Reduce el congestionamiento de las lneas de transmisin. Reduce o difiere ampliaciones y actualizaciones tcnicas en la

infraestructura de las redes de distribucin de energa. Permite la ptima utilizacin de la red existente. Permite una mejor administracin de activos. Incrementa la confiabilidad de las redes. Mejora la estabilidad de la tensin de la red elctrica. Introduce reservas de contingencia y de stand-by

Beneficios de la Generacin Distribuida

Concepcin tradicional de la industria elctrica.

El sistema elctrico tradicional, est dispuesto de la siguiente forma: grandes plantas de generacin (generalmente ubicadas lejos de la demanda) y grandes redes de transmisin que llevan la energa generada hacia ella.

Generacin Tradicional frente a Generacin Distribuida.

La nueva concepcin de la Industria Elctrica.

En la nueva concepcin de la industria elctrica, la generacin no es exclusiva del Nivel 1 y el flujo de energa no es unidireccional. Por el contrario, en la actualidad tenemos un esquema como el mostrado .

TECNOLOGAS DE GENERACIN

Comparativa de costos de inversin y rendimientos elctricos para las diferentes tecnologas de

generacin.

Tecnologa Motor Diesel Motor a Gas Natural

Microturbina Turbina a Gas Celda de Combustible

Tamao 30kW 6MW 30kW - 6MW 30 - 400kW 0.5 - 30MW 100-3000kWCosto

Instalado ($/kW)

600-1,000 700-1,200 1,200-1,700 400-900 4,000-5,000

Eficiencia Elctrica

(LHV)30-43% 30-42% 14-30% 21-40% 36-50%

Eficiencia Global

~80-85% ~80-85% ~80-85% ~80-90% ~80-85%

Costos de Mantenimien

to Total ($/kWh)

0.005 0.015 0.007-0.020 0.008-0.015 0.004-0.010 0.0019-0.0153

Espacio (pie/kW)

0.22-0.31 0.28-0.37 0.15-0.35 0.02-0.61 0.30

Emisiones (ppm)

NOx: 380-488 CO: 27-62

NOx: 38-705 CO: 89-178

NOx: 9-50 CO: 9-50

NOx:

Comparativa de costos de inversin y rendimientos elctricos para las diferentes tecnologas de

generacin.

CONCEPTOS TRADICIONALES DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA

PRODUCCION DE LA ELECTRICIDAD

La GENERACIN DISTRIBUIDA no es un concepto nuevo La energa elctrica histricamente fue introducida como una

alternativa a la energa provista por: vapor, hidrulica, calentamiento directo y luz.

Todas las formas primarias eran producidas cerca del equipo o servicio que requera la energa .

Competencia de la industria elctrica con la industria a gas.

La luz elctrica de arco a mediados del siglo XIX funcionaba con sistemas de generacin aislado localizado en el sitio de consumo.

La luz de arco vino a reemplazar la ms barata pero voltiles lmpara de gas.

La produccin y distribucin de gas fue el primer elemento centralizado en la moderna industria de la energa.

Para 1870 Town Gas fue colocado en tuberas en la mayora de las principales ciudades de EE.UU y Europa

La economa de escala que hicieron posible la difusin de la luz a base de gas municipal. Desventajas del producto: Luz psima

Desperdicio alto de calor Hicieron a los ambientes humeantes y calientes. Emisin toxica: Hidrogeno y monxido de carbn.

Los aspectos negativos le dejaron un ambiente abierto a la limpia electricidad. Thomas Edison creo la primera empresa de electricidad.

Se destruyo la industria de la luz a gas.

Suministro a travs de medios virtuales a filamentos incandescentes en vez de va quemadores a gas.

Al igual que en el gas se produce reduccin de costo de capital por unidad de potencia generada de electricidad.

Comenz una tendencia inexorable hacia la generacin de potencia, distribucin y administracin

Inicialmente, las empresas elctricas se establecieron en territorios abiertos sin servicio, generando el efecto del monopolio.

Los sistemas eran aislados, sin la conexin con otras empresas elctricas.

Para la dcada de 1920, las compaas comenzaron a interconectase, debido a los beneficios: Compartir la cobertura de la carga pico. Potencia de respaldo. Otros.

PARADIGMA TRADICIONAL

La concepcin tradicional que ha sido existente por ms de cincuenta aos: Grandes plantas de generacin Generalmente ubicadas lejos de donde el centro demanda de

potencia Grandes redes de transmisin que llevan la potencia generada

hasta los sitios de consumo

Causas del Cambio

Nuevos paradigmas

Conceptualizacin de Generacin Distribuida

Antecedentes de la Definicin

No existe una definicin que pueda ser universalmente aceptada. Un gran nmero de trminos y definiciones establecidas en la literatura, son usados para designar que la generacin no es centralizada. Anglo-sajones: embedded generation Norteamrica: dispersed generation Europa y parte de Asia: decentralised generation. El grupo de trabajo de International Council on Large Electric Systems

(CIGRE) ha puesto su definicin de DG considerndola como

Otra definicin de GD es la adoptada por la Institute of Electrical and Electronic Engineer (IEEE).

Debido a que las regulaciones varan de un pas al otro, la potencia de la unidad de GD tambin varia de pas en pas.

PROPSITO: El propsito de la unidad de GD se refiere a la capacidad de entregar

reactivos y control de voltaje. La gran mayora apuntan a unidades que solo entrega potencia activa.

TAMAO

El tamao o es critico para definir para contribuir a definir la GD. La capacidad mxima de GD depende del nivel de tensin a ser

conectado. En algunos pases va de unos pocos kW hasta 300 MW.

Localizacin

La ubicacin es virtualmente cualquiera en la red. Hay limitaciones practicas de tensin en funcin de la

potencia. Tpicamente en el sistema de distribucin: Dependiendo de la definicin de transmisin de cada Pas

TECNOLOGA

La tecnologa no es relevante para la definicin. Algunas categoras resultan Utilies:

IMPACTO AMBIENTAL

Frecuentemente las tecnologas GD son consideradas amigables ambientalmente.

El impacto ambiental no es relevante para la definicin. El impacto ambiental es muy complejo:

Comparacin de las Emisiones para Varias Tecnologas

Otros Aspectos

MODO DE OPERACIN. No centralmente despachado. PROPIETARIO. Productores Independientes Consumidores, Compaas locales.

Es importante el nfasis de la los aspectos de la propiedad en la GD.

Definicin Ackermann

Definicin FGL

Definicin IEEE P1547-2003

Definicin IEEE P1547-2003

Recursos Distribuido

Recursos distribuidos pueden ser instalados ya sea del lado de la empresa elctrica o del consumidor.

Potencia Distribuida

Se emplean volantes (flywheel), grandes celdas de combustible regenerativas, sistemas de almacenamiento por compresin de aire (SMES) y sistemas de bombeo hidrulico.

Es menos conocido que los trminos generacin distribuida o recursos distribuidos, probablemente debido a que es incluso ms difcil de definir claramente.

Una de las razones para instalar la GD es reducir el pico de la demanda. La GD no incluye capacidad de reserva alguna La red de transmisin/distribucin ha de ser capaz de cubrir, al menos, la

misma generacin usualmente suministrada por la GD. La red de transmisin/distribucin ser sobredimensionada y el factor de

carga ser peor que sin generacin distribuida.

Potencia Distribuida

Conceptos Afines

Nivel de Penetracin

El Nivel de Penetracin de la generacin distribuida (%NivelGD), es la fraccin de la carga total del sistema (Pload) que es servida por la GD, siendo definido por: donde PGD: Potencia producida por la generacin distribuida. %NivelGD = 0 % Considera solo la generacin centralizada %NivelGD = 100% Capacidad de generacin distribuida, instalada en la red, es exactamente igual a la carga.

Los principales escenarios de penetracin que son de inters: Escenario Baja Penetracin: Consideran nivel de penetracin de 10, 20 y

30%. Escenario Semi-Ideal: La capacidad de GD instalada en este escenario

es la mitad de la carga total instalada en el sistema. Escenario Ideal: Se considera una penetracin total, la capacidad de GD

instalada es igual a toda la carga del sistema. Escenario Utpico: La capacidad instalada de GD es superior a la carga

de modo que permite la exportacin de energa a la red

GENERACIN-DEMANDA

Nivel de Dispersin

El nivel de dispersin es el indicador que permite establecer el nmero de nodos en los cuales ha integradas unidades de GD, en funcin del total de nodos en los cuales existe consumo. El Nivel de Dispersin de la generacin distribuida (%Dispersin GD), es la relacin del nmero de nodos, en los cuales, hay generacin distribuida (#BusGD) y el nmero de nodos, en los cuales, existe consumo (#BusLoad).

Los principales escenarios de nivel de dispersin son los siguientes:

Escenario Baja Dispersin: Consideran un nivel de dispersin de menos del 30%

Escenario Semi-Ideal: GD es instalada en la mitad de los nodos con carga conectada (50%).

Escenario Ideal: Se considera una dispersin total, hay GD instalada cada nodo de carga del sistema (100%).

Nmero de diapositiva 1INTRODUCCIONEn la Figura, se muestra uno de los problemas de la generacin centralizada; es decir, los grandes centros de generacin estn en el centro del pas, los cuales tienen que inyectar potencia hacia el Norte y el Sur, produciendo la congestin de dos lneas principales de transmisin: Paramonga-Chimbote (hacia el Norte) y Mantaro-Socabaya (hacia el Sur).Nmero de diapositiva 4HISTORIA GD EN EL PERUHISTORIA GD EN EL PERUCaractersticas de la Generacin DistribuidaBeneficios de la Generacin DistribuidaBeneficios de la Generacin DistribuidaGeneracin Tradicional frente a Generacin Distribuida.TECNOLOGAS DE GENERACINComparativa de costos de inversin y rendimientos elctricos para las diferentes tecnologas de generacin.Comparativa de costos de inversin y rendimientos elctricos para las diferentes tecnologas de generacin.Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Nmero de diapositiva 39Nmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51