El movimiento local de Alimentos está en auge, podemos hacer lo mismo con la Electricidad?

Al estar aislados de la electricidad no sólo afecta a si se puede hacer una llamada telefónica o una cena de calor; afecta la habilidad de un médico para realizar la cirugía, la capacidad de un agente de policía para responder a una llamada al 911, y la capacidad de una ciudad para proporcionar servicios básicos a sus ciudadanos.

Por estas razones y otras más, muchos expertos están cada vez más interesados ​​en la toma de electricidad un asunto local. Esta idea, útil tanto para el ahorro de costes y de energía de reserva, mueve la principal fuente de electricidad plantas remotas a gran escala a los locales más pequeños. Este enfoque se denomina energía distribuida.

Distribuidos dispositivos de energía pueden producir suficiente electricidad para alimentar un hogar, negocio o pequeña comunidad, haciéndolos ideales para las copias de seguridad de energía cuando la energía se corta de la red principal en el caso de un corte de energía. Pueden ser paneles solares, turbinas eólicas pequeñas, baterías, pilas de combustible o microturbinas que se conectan directamente a la casa o red eléctrica local, pero su propósito es satisfacer las necesidades de alimentación específicos de una población local.

“Hasta que tal vez hace aproximadamente 10 años, nunca cabida a diferentes necesidades de energía de la gente, ahora que podemos”, dijo George Crabtree, director del Centro Común de Argonne para el centro de almacenamiento de energía de Investigación.“Puede ser el panel solar en mi techo o la batería en mi garaje, pero al final, estas diferentes necesidades dar lugar a las nuevas tecnologías que nos dan una mayor cantidad de opciones, y en última instancia, el control”.

Las grandes centrales eléctricas tienen varios inconvenientes importantes. En primer lugar, desperdician mucha energía, alrededor de dos tercios cuando la conversión de combustible a electricidad. En segundo lugar, muchos de ellos fuera de uso por una buena parte del año (en promedio alrededor de la mitad del tiempo), ya que sólo pueden ser necesarios para satisfacer la demanda pico por lo general la hora del día cuando la mayoría de la gente vuelve a casa por la noche. En tercer lugar, en el envío de la energía de las grandes estaciones para el consumidor, que los residuos otro 5-7% en las pérdidas de transmisión y distribución.

Por otro lado, los sistemas distribuidos presentan opciones más pequeños y más flexibles. Y ya que se encuentran cerca de donde se necesita la energía, menos energía se pierde en la entrega, dispositivos de energía distribuida, tales como paneles solares, pilas de combustible, microturbinas y pilas vienen en una variedad de tipos y tamaños, desde tan sólo 1 kilovatio-suficiente para alimentar a diez de 100 vatios de luz bombillas hasta tanto como 10.000 kilovatios, que podría ser suficiente para alimentar un campus universitario o de un barrio o comunidad micro red, casas individuales y pequeñas empresas pueden beneficiarse de paneles solares en el techo en los días soleados o generadores portátiles de gas natural en la noche. Los hospitales y las ciudades pequeñas que utilizan mucha más energía pueden utilizar una mezcla de micro turbinas, generadores y baterías de escala industrial.

Sin embargo, la vinculación de estos dispositivos de una manera que les permite comunicarse con los operadores de la red eléctrica es un reto. Cada nuevo dispositivo conectado a la red se convierte en otro dispositivo que los operadores tienen que tener en cuenta al balancear la demanda de energía de un área. Como el intercambio de información entre los dispositivos se vuelve más complejo, ya medida que más consumidores instalan sistemas distribuidos en sus hogares y comunidades, el siguiente reto es cómo compartir los datos con los servicios públicos locales para que puedan responder con precisión a la demanda de energía en tiempo real.

Recursos energéticos distribuidos están creciendo rápidamente en algunas partes del país. A finales de 2014, los EE.UU. tenían cerca de 650.000 hogares con energía solar con un nuevo proyecto de energía solar instalado una cada 2,5 minutos, y la red ha logrado manejarlo muy bien hasta ahora. “Pero si estamos hablando de pasar de la coordinación de la energía distribuida para decenas de millones de personas, ni siquiera podemos imaginar que la cantidad de datos”, dijo el analista de sistemas de energía Argonne Guenter Conzelmann. “Estamos hablando de una escala muy diferente a la que estamos acostumbrados, y que simplemente no tienen los sistemas para manejar eso en este momento.”

Operadores nacionales de red son muy eficientes en el equilibrio de la oferta y la demanda de energía, ya que pueden depender de cientos de plantas de energía para responder al instante cada vez que un dispositivo está encendido o apagado. Este tipo de equilibrio se hace más difícil en las escalas más pequeñas de barrio.

“El control de las cosas en una escala más pequeña puede ser más difícil porque tiene menos recursos”, dijo Wang Jianhui, jefe de la sección avanzada de energía de cuadrícula Modelado de Argonne. “Los paneles solares, las turbinas de viento o de gas, los coches todos eléctricos de estas cosas tienen que comunicarse con el uno al otro para equilibrar la oferta y la demanda dentro de esa comunidad, al igual que un operador de la red eléctrica tiene que equilibrar una región.”

Encontrar la manera de los sistemas de energía distribuida se comunican de manera efectiva dentro de una cuadrícula del tamaño de un barrio es el foco de un nuevo proyecto en el lado sur de Chicago. Argonne y el Instituto de Tecnología de Illinois (IIT) se han unido con la compañía eléctrica ComEd para construir una microred en el barrio de Chicago de Bronzeville.

Una microred es una pequeña comunidad que se pueden realizar y utilizar la mayor parte o la totalidad de su propia energía utilizando una combinación de generadores de energía distribuida y unidades de almacenamiento de energía.

Argonne está trabajando con ComEd, IIT, y un número de socios de la industria para desarrollar software avanzado sistema de control para ayudar a este equilibrio microred relativamente pocos recursos dentro de un área definida estrictamente, mientras que empareja la energía de la demanda de su comunidad.

Aunque todavía nos basamos en generados remotamente la energía, un aumento en el número de sistemas distribuidos disminuirá esta dependencia con el tiempo, según los expertos Argonne.

“Esa transición va a ocurrir, pero hay que atar en todos estos recursos en la red para poder manejarlo,” dijo Argonne ingeniero mecánico Sreenath Gupta. “Afortunadamente, la innovación está impulsando los costos bajos, lo que definitivamente va a ayudar a aumentar la adopción de este tipo de tecnologías.”

By Argonne National Laboratory