Emmanuel Hernández, profesor-investigador en el Instituto de Energías Renovables de la UNAM, añade: “Las microrredes inteligentes son el futuro de la electrificación y desde esta perspectiva nacen muchos retos y desafíos y lo que buscamos son satisfacer las famosas tres ‘D’. La generación distribuida a través de paneles solares aquí y en todo el mundo tiene una tendencia de crecimiento promisoria”
Esta semana pv magazine visitó, una vez más, a investigadores del Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México, centro de investigación de altos vuelos que se encuentra ubicado en el municipio de Temixco, estado de Morelos.
Ahí tuvimos la oportunidad de platicar con algunos de los investigadores que dan forma al vasto claustro de profesionales que en energías renovables tiene nuestra Universidad Nacional, con algunos de ellos, hemos puesto en agenda platicas editoriales para compartirlas en el futuro próximo con los lectores de nuestra propuesta editorial; pero también conversamos y a profundidad con maestros y doctores en energía, y hoy damos cuenta de nuestra primera entrega que en esta ocasión serán los testimonios que nos ofreció Emmanuel Hernández Mayoral, profesor investigador que en los tres años recientes ha volcado su talento en estudiar las microrredes, y sobre ello nos indica: “En la actual transición energética que estamos viviendo en México y en todo el mundo, todo se va a mudar a la investigación, desarrollo y operación de las microrredes eléctricas inteligentes.”
No obstante ser un joven investigador con grado de Maestría en Energía, Emmanuel oriundo de Veracruz, tiene ya una larga trayectoria dentro de los laboratorios:
• Desarrollo de aerogeneradores de baja potencia para la generación distribuida de energía eléctrica tanto de sistemas aislados como interconectados a la red
• Control y operación de aerogeneradores de baja potencia y su integración en microrredes inteligentes para estudios de calidad de la energía
• Integración, control y protección de aerogeneradores de baja potencia en microrredes inteligentes
Aquí nuestra conversación con Emmanuel, que sostuvimos entre paneles solares, prototipos de equipos pertenecientes a investigadores del instituto, todo ello bajo un sol intenso donde el invierno parece no existir.
Instituto de Energías Renovables de la UNAM. Imagen de pv magazine
Una de mis líneas de investigación son las microrredes inteligentes, un tema novedoso pues empieza a hablarse del microrredes por ahí del 2016, y uno de los objetivos es descentralizar la generación, acercarla a su punto de consumo haciendo uso, básicamente, de energías renovables como fuente de generación principal aunque no única, y en forma simultánea haciendo uso de sistemas de almacenamiento de energía; todo ello en conjunto brindan la posibilidad de generar, transmitir y distribuir energía de una forma segura, confiable y con buena calidad.
Hasta el momento, Emmanuel ¿Cuál es el avance de este trabajo de investigación que lideras aquí en el IER?
Aquí en nuestro Instituto de Energías Renovables tenemos tres años de trabajar en este tema, hemos desarrollado investigación teórica en cuanto a la diversificación de redes eléctricas, tenemos dos proyectos, uno que hemos concluido y que ya está atendiendo la interconexión con fuentes de energía renovable con la red eléctrica, pero de pequeña escala.
El segundo proyecto tiene el objetivo de que nuestro instituto tenga una microrred eléctrica, que convierta a nuestra sede de investigación en un espacio autosustentable; es decir, una microrred para nuestro propio centro de investigaciones.
Cabe mencionar que la microrred tiene esa gran capacidad de funcionar en modo isla, ¿qué sígnica esto? Que puede desconectarse de la red principal para funcionar con sus propios recursos energéticos aprovechando el sol, el viento a través de sus tecnologías fotovoltaicas, aerogeneradores, sistemas térmicos, etc. Estas fuentes de generación renovable las tenemos en capacidades importantes en nuestras instalaciones.
Aquí en esta zona geográfica de Temixco, la irradiación de alrededor de los 4.5 kilo watts por metro cuadrado nos es muy útil; velocidades de viento que alcanzan en el mejor de los casos hasta seis metros por segundo, esta velocidad de viento bien podría accionar las aspas de aerogeneradores de pequeña potencia que son los que instalamos, pero además son los que diseñamos y manufacturamos aquí en nuestro instituto.
¿Esta microrred inteligente que en el instituto están planeando tendrá como insumo mayoritario la generación vía tecnología fotovoltaica?
Creo que sí, sería para empezar una alta inyección de energía fotovoltaica, seguida de una inyección eólica, y todo ello por los niveles de irradiación que ye he comentado.
Ahora es importante mencionar que no podemos dejar de depender de los combustibles fósiles debemos tener una reserva de algún generador de energía fósil o la capacidad que tienen las microrredes de interconectarse a la gran red cuando se presenten inconvenientes eléctricos: cuando no hay sol, cuando hay nubosidad, cuando hay falta de viento, entonces es en estas circunstancias que la microrred se puede interconectar a la red.
Instituto de Energías Renovables. Imagen de archivo del IER-UNAM
¿Qué porcentaje de avance lleva el proyecto que tú lideras para el instituto?
Es un proyecto de 10 años, estamos casi en el cuarto; diría que apenas estamos en el diseño de las tecnologías y su manufactura.
En este proyecto destacan cuatro componentes:
• Las fuentes de generación. Realizar un estudio en el sitio para identificar cuáles son los recursos naturales para la generación de energía, y en función del estudio sugerir cuáles serán las tecnologías a emplear. Aquí hemos detectado que la generación solar y eólica son eficientes para este proyecto.
• El sistema de almacenamiento es el segundo componente. Aquí se habla de baterías o de algo más grandecito como un volante de inercia de capacidades de 30 kilowatts porque es un sistema de distribución, entonces necesitamos de tales capacidades que nos puedan almacenar energía para cuando haya una interrupción. Aquí también podrían considerarse las celdas de hidrógeno en este segundo componente, el abanico de tecnologías de almacenamiento es muy amplio.
Sobre las baterías habría que hacer un análisis en términos técnico económico, incluyendo en ello las baterías de litio y el resto de las baterías que ya existen en el mercado.
• El tercer componente en un proyecto de esta naturaleza es la carga dinámica. En complejos residenciales se entiende que la carga es estática porque se puede predecir su comportamiento al pronosticar cuánto vamos a consumir al día, a la semana, al mes, eso es una carga estática.
Las cargas dinámicas son aquellas que no podemos predecir su comportamiento durante un periodo determinado. Aquí estamos considerando la dinámica de consumo que tienen industrias, comercios, supermercados, etc.
• El control central es el cuarto componente y es el más importante. Toda microrred opera de manera inteligente; se dice que las microrredes son la tecnología del mañana porque operarán de manera autónoma.
¿Las microrredes lograrán que comunidades alejadas de la gran red tengan vida independiente?
Es correcto, si hacemos un análisis económico sale mucho más rentable proponer una microrred que la extensión de una red eléctrica.
Laboratorio Nacional de Evaluación Fotovoltaica del Instituto de Energías Renovables, UNAM. Imagen de Jorge Zarco
¿Cómo va el tema de las microrredes en México?
El concepto de las microrredes eléctricas inteligentes nació con la Reforma Energética del 2013, y es un modelo, un concepto a escala que se trajo de otros países como: España, Alemania, Dinamarca, países que ya tienen sus propias microrredes en operación.
México decidió copiar este esquema y traerlo e instalarlo en nuestro sistema eléctrico nacional; no obstante, la red nacional de transmisión y las redes generales de distribución son muy robustas.
La idea de una microrred en México que pueda interconectarse al Sistema Eléctrico Nacional está lamentablemente déjame decirlo, está muy lejana; tenemos muchas microrredes instaladas en el país en diferentes universidades, pero como prototipos que no exceden los 10 kilowatts.
Una microrred puede generar desde 1 MW hasta 20 MW y es hasta cantidad cuando se considera una microrred.
¿Además del IER que otros centros de investigación en México se realizan este tipo de investigaciones?
El Instituto de Electricidad y Energías Limpias, el INEEL, que, por cierto, es nuestro vecino aquí en el estado de Morelos, lleva todos los proyectos más grandes a los que México tiene acceso. El Tecnológico de la Laguna también desarrolla estudios sobre esta materia, pero desde el punto de vista eléctrico, porque estos proyectos conjugan diversas áreas de la ingeniería, este desarrollo de proyectos es multidisciplinario.
Nuestro proyecto aquí en el Instituto de Energías Renovables es totalmente multidisciplinario.
¿Este proyecto del IER solo lo está impulsando el instituto o también está abierto a que empresas del sector privado interesadas puedan participar en él?
Justo es lo que necesitamos ahora, apoyo de la iniciativa privada o de otras universidades; contar con más ‘manos’, por supuesto, que nos serían útiles. Estamos abiertos a todos los que interese estos temas de microrredes inteligentes.
¿Tienes otras líneas de investigación que te interesen desarrollar, Emmanuel?
Tengo otras líneas de investigación como, por ejemplo, la que venía desarrollando antes de las microrredes inteligentes y que tienen que ver con la integración de grandes centrales de generación vía tecnología fotovoltaica.
En la actual transición energética que estamos viviendo en México y en todo el mundo, todo se va a mudar a la investigación, desarrollo y operación de las microrredes eléctricas inteligentes.
¿Algo que quieras agregar, Emmanuel?
Algo que quiero mencionar sobre la generación distribuida a través de paneles solares: aquí y en todo el mundo tiene una tendencia de crecimiento promisoria.
Y también quiero hacer énfasis, que las microrredes inteligentes son el futuro de la electrificación y desde esta perspectiva nacen muchos retos y desafíos y lo que buscamos son satisfacer las famosas tres “D”
• Democratización de la energía
• Descarbonización de la energía
• Digitalización de la energía
Emmanuel muchas gracias por esta conversación para pv magazine, espacio editorial que siempre estará abierto para ti y tus colegas del Instituto de Energías Renovables de nuestra Universidad Nacional Autónoma de México.
Muchas gracias a ustedes.
Fuente: https://www.pv-magazine-mexico.com/2024/01/26/en-la-transicion-energetica-todo-se-va-a-mudar-a-la-investigacion-desarrollo-y-operacion-de-microrredes-electricas-inteligentes/
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