La entrevista POWER: Las tecnologías avanzadas respaldan el movimiento de las microrredes

Las microrredes han cobrado importancia a medida que ha aumentado la necesidad de un suministro de energía fiable y resiliente. Esta tecnología ha demostrado su eficacia en diversas empresas comerciales e industriales (C&I), tanto en zonas urbanas como rurales, donde se necesita una fuente de energía independiente de la red eléctrica —o, en algunos casos, conectada a ella—, ya ​​sea como energía de respaldo o como fuente principal de electricidad.

Sequoya Cross es vicepresidenta de almacenamiento de energía en Briggs & Stratton Energy Solutions, empresa que fabrica sistemas de almacenamiento de energía en baterías y generadores de emergencia que proporcionan energía de respaldo, resiliencia energética y eficiencia energética tanto a residencias como a centros comerciales e industriales. Cross cuenta con más de 20 años de experiencia en el sector de las energías renovables y es experta en el funcionamiento de las microrredes. Es experta en energía de respaldo para empresas y hogares, y en las soluciones necesarias para garantizar un suministro energético fiable y resiliente en las instalaciones.

Cross fue directora ejecutiva de dos empresas de energía solar y anteriormente vicepresidenta de operaciones de AEE Solar, distribuidora de equipos de energía renovable desde hace mucho tiempo. Cross también formó parte de la junta directiva de la Asociación de Energía Solar y Almacenamiento de California (CALSSA). Recientemente, compartió con POWER información sobre la evolución de las microrredes mediante el uso de tecnologías avanzadas.

ENERGÍA: ¿Cuáles son algunas de las características clave que respaldan la funcionalidad de las microrredes?

Cross: Empecemos con los recursos energéticos distribuidos (RED). Las microrredes integran diversos RED, como paneles solares fotovoltaicos (PV), aerogeneradores, sistemas de cogeneración (CHP) y soluciones de almacenamiento de energía. Estos recursos permiten la generación y el almacenamiento de energía cerca del punto de consumo, lo que reduce las pérdidas de transmisión y mejora la fiabilidad.

Sistemas de control avanzados: Las sofisticadas tecnologías de control, a menudo denominadas Sistemas de Gestión de Energía (SGE) o controles de microrredes, gestionan el funcionamiento de los DER dentro de la microrred, optimizando la producción, el almacenamiento y el consumo de energía. Estos sistemas garantizan una integración fluida con la red principal y facilitan el funcionamiento autónomo durante cortes de suministro.

Sistemas de almacenamiento de energía: Las baterías y otras tecnologías de almacenamiento almacenan el exceso de energía generada durante periodos de baja demanda, poniéndola a disposición durante las horas punta o cortes de la red. Esto mejora la capacidad de la microrred para equilibrar eficazmente la oferta y la demanda.

ENERGÍA: ¿Cuáles son algunas de las mejores tecnologías para incorporar en el diseño de una microrred?

Cross: Las mejores tecnologías para incorporar en las microrredes incluyen las fuentes de energía renovables (solar fotovoltaica, eólica), los sistemas de almacenamiento de energía (baterías, volantes de inercia) y los sistemas de cogeneración, ya que mejoran la resiliencia y la eficiencia energética. Estas tecnologías permiten que las microrredes funcionen de forma independiente durante cortes de suministro, soporten cargas críticas y reduzcan los costos energéticos.

Los sistemas de control sofisticados pueden utilizar múltiples tipos de activos de almacenamiento y suministro para soportar, cargar y descargar cargas específicas según el caso de uso. Esto permite el uso de pilas de combustible de hidrógeno para cargas más grandes y de larga duración; baterías de litio para necesidades instantáneas más cortas; y energía solar, eólica e hidroeléctrica para el soporte continuo de la carga y la recarga del almacenamiento durante el día. Los controles de microrredes pueden incorporar arquitecturas de aprendizaje y simulación para mejorar continuamente el rendimiento y la eficiencia, basándose en datos históricos sobre el uso del sistema.

PODER: ¿Qué grupos deberían considerar invertir en microrredes para apoyar sus operaciones?

Cross: Casi cualquier grupo con infraestructura crítica o alto consumo de energía puede beneficiarse de las microrredes. Por ejemplo:

Instalaciones militares: Las microrredes mejoran la seguridad y la resiliencia energética, garantizando un suministro eléctrico ininterrumpido para operaciones de defensa críticas. Además, pueden proporcionar un funcionamiento más silencioso y reducir las señales de calor emitidas por los generadores diésel. Esto puede brindar mayor seguridad a los soldados en el campo de batalla. El Departamento de Defensa de EE. UU. es uno de los mayores adoptantes de microrredes. Fort Carson (Colorado) y la Estación Aérea del Cuerpo de Marines de Miramar (California) son ejemplos clave.

Empresas e instalaciones comerciales: Las microrredes proporcionan energía confiable, reducen los costos energéticos mediante la gestión de la demanda y apoyan los objetivos de sostenibilidad. Las operaciones comerciales críticas donde los cortes de energía son disruptivos, o las instalaciones de fabricación que requieren producción continua, se benefician de la energía instantánea de una microrred en comparación con los grandes generadores diésel. La energía limpia producida es menos disruptiva.

Hospitales y centros de emergencia: Al igual que algunas empresas, los hospitales no pueden permitirse cortes de suministro eléctrico; deben mantener operaciones críticas para el sustento vital.

Centros de datos: Al garantizar un funcionamiento continuo con alta confiabilidad, las microrredes ofrecen soluciones de energía de respaldo y mejoran la eficiencia energética. El tiempo de inactividad es costoso, tanto financieramente como para la integridad de los datos. Las microrredes proporcionan soluciones energéticas de alta confiabilidad y baja latencia.

Apoyo a los servicios públicos: En las zonas de California devastadas por incendios forestales, las microrredes respaldan y monitorean las líneas eléctricas remotas, además de suministrar energía a las comunidades cuando se imponen cortes de suministro. Estos sistemas están ubicados geográficamente como centros de apoyo a las comunidades rurales.

ENERGÍA: ¿Pueden las microrredes servir como mecanismo de equilibrio de carga para la red eléctrica más grande?

Cross: Sí, este es un uso clave de las microrredes, ya que pueden reducir los picos de demanda al descargar la energía almacenada durante los períodos de máxima demanda, reducir la tensión en la red principal y disminuir los costos de energía para los consumidores.

Además, las microrredes pueden ajustar su generación y consumo en tiempo real para mantener la estabilidad y confiabilidad de la red.

ENERGÍA: ¿Cómo pueden las microrredes ayudar a reducir los costos energéticos?

Cruz: Las microrredes pueden reducir los costos energéticos mediante la eficiencia energética, optimizando el uso de DER y el almacenamiento. También pueden minimizar las pérdidas y reducir el consumo de la red.

Las microrredes también ayudan a reducir los costos de energía a través de actividades de respuesta a la demanda, que ajustan el uso de energía en función de las señales de la red y ofrecen incentivos financieros y resiliencia, reduciendo el tiempo de inactividad y las pérdidas atribuidas a los cortes.

PODER: ¿Puede proporcionar al menos un estudio de caso (nombre, ubicación, operador, diseño de tecnología, usuario final) de una microrred en funcionamiento?

Cruz: En Briceburg, California, existe una red remota de BoxPower/Pacific Gas & Electric (PG&E) . En colaboración con PG&E, BoxPower puso en marcha un sistema híbrido de energía renovable independiente en Briceburg. Este sistema reemplazó las líneas eléctricas tradicionales en una zona con alto riesgo de incendios, mejorando la confiabilidad y reduciendo el riesgo de incendios forestales.

BoxPower también colaboró ​​en la microrred de Liberty Utilities para la Estación de Campo Sagehen Creek (Berkeley, California). BoxPower suministró un sistema de energía solar y baterías de 20 kW con respaldo de propano para alimentar la Estación de Campo Sagehen Creek de Berkeley. Esta solución mitigó el riesgo de incendios forestales y ofreció una alternativa rentable a la modernización de las líneas de transmisión, ahorrando más de 2 millones de dólares.

El Condado de Santa Bárbara (California) ha iniciado un proyecto integral de energía renovable en su campus Betteravia en Santa María, California, para mejorar la eficiencia energética y la resiliencia. La iniciativa consiste en instalar paneles solares en el estacionamiento del campus Betteravia y en el techo de la Estación de Bomberos 12 en Goleta. Otras mejoras incluyen iluminación LED, estaciones de carga para vehículos eléctricos, tubos solares que aprovechan la luz natural y un sistema de almacenamiento de baterías de litio.

El proyecto de $4.5 millones se financia mediante una combinación de fondos generales, préstamos de la Comisión de Energía de California (CEC) y PG&E. El condado prevé un ahorro en servicios públicos de aproximadamente $5.1 millones en 15 años, lo que se traducirá en un ahorro neto de aproximadamente $658,000. Promueve la eficiencia energética con mejoras que buscan reducir el consumo de energía, lo que genera ahorros significativos. La resiliencia energética, gracias a la integración de fuentes de energía renovables y almacenamiento, mejora la capacidad del condado para mantener sus operaciones durante cortes de suministro. En cuanto al impacto ambiental, el proyecto apoya el objetivo del condado de lograr cero emisiones netas al reducir la dependencia de combustibles fósiles.

— Darrell Proctor es editor senior de POWER.