Tecnología de red inteligente para garantizar la estabilidad de la red en condiciones climáticas extremas

Tecnología de red inteligente para garantizar la estabilidad de la red en condiciones climáticas extremas

Un informe publicado por la Oficina de las Naciones Unidas para la Reducción del Riesgo de Desastres en octubre de 2020 analizó el número y la gravedad de los fenómenos meteorológicos extremos entre 1980 y 2019 y arrojó algunos resultados sorprendentes. Entre 1980 y 1999 se produjeron en todo el mundo un total de 4.212 desastres naturales que mataron a 1,19 millones de personas, afectaron a 3.250 millones de personas y provocaron pérdidas económicas estimadas en 1,63 billones de dólares. Entre 2000 y 2019, estas cifras experimentaron un aumento meteórico: se registraron 7.348 desastres que mataron a 1,23 millones de personas, afectaron a 4.200 millones de personas y causaron aproximadamente 2,97 billones de dólares en pérdidas económicas mundiales. Aunque no se dispone de datos exactos sobre los daños a las redes eléctricas en todo el mundo, se sabe que los fenómenos meteorológicos extremos dañan la infraestructura eléctrica física, especialmente en las comunidades de bajos ingresos o menos desarrolladas, que suelen ser las más afectadas por estos fenómenos.

Aunque parte del aumento del número de afectados es atribuible al importante crecimiento demográfico, el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos está directamente relacionado con el cambio climático, y los expertos coinciden en que condiciones meteorológicas más extremas causan estragos en las redes eléctricas. Entre 2000 y 2021, el 83% de los principales cortes de energía en los Estados Unidos se debieron a eventos relacionados con el clima, y ​​el número promedio de cortes de energía relacionados con el clima aumentó aproximadamente un 78% entre 2011 y 2021, en comparación con el período 2000-2010.

A medida que el clima se vuelve más impredecible, la vulnerabilidad de las redes eléctricas tradicionales a fenómenos climáticos extremos se vuelve cada vez más evidente. A medida que los sistemas eléctricos existentes son objeto de un mayor escrutinio, la tecnología de redes inteligentes podría proporcionar un rayo de esperanza para fortalecer nuestra infraestructura energética. ¿Cómo puede la tecnología de redes inteligentes ayudarnos a adaptarnos? Revelamos avances tecnológicos que pueden responder al cambio climático, redefiniendo la esencia de la confiabilidad en nuestra infraestructura eléctrica.

El impacto de las condiciones climáticas extremas en la red

Para ver el daño que el clima extremo causa a las redes eléctricas, incluso en los países desarrollados, basta mirar a Estados Unidos. Las noticias sobre cortes de energía prolongados durante el calor, el frío o las tormentas extremas en Estados Unidos han sido noticia regularmente en los últimos años, desde la ola de calor de julio de 2023 que desencadenó una alerta de emergencia para la red eléctrica estadounidense, hasta la tormenta invernal de 2021 que dejó cuatro millones de víctimas. Tejanos sin poder. a -15°C, cuando la red eléctrica del estado estaba a sólo cuatro minutos del colapso total. La presión sobre la red solo empeorará con el tiempo: las redes envejecen rápidamente, el clima severo aumenta tanto la demanda como la presión física sobre los activos eléctricos, y la revolución de la energía limpia aumenta la demanda global de electricidad y requiere una red más dinámica y receptiva a medida que las energías renovables se vuelven más renovables. variable. más extendido.

Vale la pena repetir que el impacto de los cortes de energía y las interrupciones de la red no es simplemente un caso de disminución de la comodidad, el entretenimiento o los negocios. Para muchos, es una cuestión de vida o muerte; La tormenta invernal de Texas de 2021 causó aproximadamente 246 muertes, y algunos expertos estiman que el número de víctimas es mucho mayor. La incapacidad de soportar temperaturas extremas no sólo puede poner en peligro la vida, sino que, para quienes dependen de equipos médicos críticos, un corte de energía es como perder una cuerda de salvamento, independientemente del clima.

Redes inteligentes, brevemente explicadas

La Agencia Internacional de Energía (AIE) define una red inteligente como “una red eléctrica que utiliza tecnologías digitales y otras tecnologías avanzadas para monitorear y gestionar el transporte de electricidad desde todas las fuentes de generación para satisfacer las diferentes demandas de electricidad de los usuarios finales. En pocas palabras, la tecnología de redes inteligentes permite comunicar los patrones de consumo de electricidad desde hogares y empresas, de modo que la distribución pueda monitorearse en tiempo real.

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Por GlobalData

Cuando las condiciones climáticas extremas provocan aumentos repentinos en la demanda de electricidad, la previsión necesaria para predecir y prevenir problemas, la flexibilidad para responder a ellos y la gestión de datos para respaldar ambos objetivos son esenciales para que un sistema de red inteligente sea eficaz.

La integración de sensores y dispositivos de monitorización en la infraestructura de la red es el núcleo de los sistemas de redes inteligentes. Estos sensores recopilan continuamente datos sobre diversos parámetros como temperatura, humedad, velocidad del viento y flujo de energía. Esta información en tiempo real permite a la red inteligente anticipar y responder rápidamente a los desafíos relacionados con el clima. Además, se integran algoritmos avanzados de pronóstico del tiempo para predecir eventos climáticos extremos, lo que permite a la red ajustar automáticamente sus operaciones. De hecho, la automatización de la red desempeña un papel crucial, ya que utiliza sofisticados sistemas de control para desviar la electricidad, aislar las secciones dañadas y priorizar la infraestructura crítica.

Las fuentes de energía renovables, que son parte integral de las redes modernas, requieren estrategias de adaptación durante condiciones climáticas extremas. Las redes inteligentes incorporan análisis predictivos para anticipar fluctuaciones en la producción de energía renovable durante tormentas u otras condiciones adversas. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías desempeñan un papel vital en la estabilización de la red, almacenando el exceso de energía en condiciones óptimas y liberándola cuando la demanda alcanza su punto máximo o la generación renovable disminuye. Los recursos energéticos descentralizados, como los paneles solares y las turbinas eólicas de pequeña escala, mejoran la resiliencia de la red al diversificar las fuentes de energía y reducir la dependencia de las centrales eléctricas centralizadas.

Las redes de comunicación son otro pilar de la resiliencia de las redes inteligentes. Los canales de comunicación sólidos, cuando se desarrollan correctamente, pueden facilitar un intercambio de información fluido y eficiente entre los componentes de la red, garantizando que incluso ante condiciones climáticas extremas, las instrucciones críticas puedan transmitirse sin interrupción. Los algoritmos de inteligencia artificial (IA) optimizan la respuesta de la red analizando datos históricos, identificando patrones y tomando decisiones en tiempo real para mitigar daños potenciales. Sin embargo, algunos observadores han observado que los cambios rápidos y extremos en las condiciones climáticas hacen que confiar en datos históricos sea una tarea tonta; No podemos utilizar datos históricos para abordar situaciones que a menudo no tienen precedentes. El modelado predictivo se ha propuesto como una solución prometedora. La investigación de McKinsey creó una metodología de modelado predictivo que demuestra su capacidad para proporcionar a los operadores de redes la información que necesitan para tomar decisiones claras en situaciones de emergencia.

El caso de las redes inteligentes para combatir las condiciones climáticas extremas

Aunque la idea de las redes inteligentes aún está en sus inicios, las primeras implementaciones e investigaciones han resultado prometedoras para la tecnología. Una investigación en Virginia Occidental, con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU., está desarrollando un nuevo “súper circuito” que puede reconfigurarse de forma remota cuando el sistema experimenta una falla, aislando la falla y permitiendo un flujo de energía ininterrumpido. Si bien este sistema aún está en desarrollo, es fácil imaginar cómo, durante un evento climático extremo, este tipo de flexibilidad podría garantizar la estabilidad de la red; Si los daños al sistema, ya sea por un aumento repentino de la demanda o por daños físicos causados ​​por condiciones climáticas adversas, pudieran aislarse fácil y rápidamente y desviar la electricidad a su alrededor, los habitantes de Virginia Occidental serían mucho menos susceptibles a fallas peligrosas durante períodos prolongados.

Mientras tanto, la ciudad de Chattanooga, Tennessee, vio importantes beneficios al implementar tecnología de redes inteligentes como parte de los esfuerzos de modernización de 2009. Después de que se implementaron medidores inteligentes en toda la ciudad, así como controles digitales que permitieron a las empresas de servicios públicos responder a los aumentos de la demanda. En tiempo real, los cortes de energía en la ciudad disminuyeron en un 55%.

En Japón, el gigante de servicios públicos TEPCO utilizó tecnología de redes inteligentes para acelerar la recuperación del tifón Faxai en 2019. Después de que el tifón causara daños importantes a la red eléctrica de Tokio, su gemelo digital geoespacial permitió a la empresa de servicios públicos ver con precisión dónde los daños y los cortes de energía estaban afectando a los ciudadanos. y enviar rápidamente equipos para reparar puntos específicos de daño.

Las perspectivas

La tecnología de redes inteligentes tiene un gran potencial para combatir las condiciones climáticas extremas y ya cuenta con el apoyo de muchos gobiernos. En 2022, un proyecto de ley de mejora de la infraestructura de la administración Biden dedicó 27 mil millones de dólares a mejorar la resiliencia de la red, con 3 mil millones de dólares asignados específicamente al despliegue de tecnología de red inteligente. Al otro lado del Atlántico, National Grid del Reino Unido anunció en 2021 que construiría un gemelo digital en tiempo real de toda la red eléctrica del Reino Unido para ayudar a aumentar la flexibilidad de la red.

Ante la creciente amenaza del clima extremo, la tecnología de redes inteligentes representa una solución potencial. Con cada avance, nos acercamos a un futuro en el que el clima extremo ya no significa vulnerabilidad energética sino que resalta la resiliencia de un panorama energético tecnológicamente fortalecido.


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