El presente artículo corresponde al tipo de investigación descriptiva expli-
cativa, desarrollado como una propuesta a los cambios que deberá enfrentar
nuestro país respecto de la aplicación de las energías renovables que son nece-
sarias para promover la competitividad del sistema de generación, asegurando
la provisión de energía y protección del medio ambiente.
Se describe el escenario actual de fuerte dependencia de los combustibles
fósiles y las energías renovables que se utilizan actualmente de manera aislada,
para determinar el impacto en los sistemas de generación distribuida; como re-
sultado, se presentan estadísticas de estudios previos desarrollados por exper-
tos en el campo de la bioenergía en los trabajos realizados en los últimos años;
así como la información que hemos obtenido durante esta investigación.
Palabras Clave: Energías renovables, generación distribuida, demanda ener-
gética, sistemas eléctricos de potencia.
This article is the type of explanatory descriptive research, developed as a
proposal to the changes that our country will have to face in the implementation
of renewable energy that are necessary to promote the competitiveness of the
generation system, ensuring energy supply and protection the environment.
The current scenario of strong dependence on fossil fuels and renewable
energy currently used in isolation to determine the impact on distributed gene-
ration systems is described; as a result, statistics from previous studies conduc-
ted by experts in the eld of bioenergy in the work carried out in recent years
are presented; and the information we have obtained during this investigation.
PAIDEIA XXI
Vol. 4, Nº 5, Lima, agosto 2014, pp. 137-158
Resumen
Abstract
IMPACTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN
LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN DISTRIBUIDA
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
138
PAIDEIA XXI
INTRODUCCIÓN
El Perú es un país privilegiado por la
diversidad de recursos energéticos que
posee, tanto renovables como no reno-
vables, sin embargo se debe plantear de
manera planicada y sustentada, cuál
va ser la mejor estrategia para abaste-
cer la demanda energética derivada del
crecimiento económico sostenido en los
últimos años y que se espera continúe
a un ritmo similar en las siguientes dé-
cadas. Considerando que la electrici-
dad es actualmente la forma más útil
de energía, ya que está presente en to-
dos los sectores de la sociedad gracias
a su gran variedad de aplicaciones, esto
nos coloca de cara a un escenario con
recursos no renovables agotables que
demanda su pronto incremento a tra-
vés del descubrimiento de nuevas re-
servas. Por lo tanto, en la actualidad,
el desarrollo tecnológico y la progresiva
implantación de nuevas fuentes de mi-
cro y mini generación, unidos a los pro-
ceso de liberación del mercado eléctrico
en los países desarrollados y las con-
diciones de respeto al medio ambiente,
hacen que no sea esperable una nueva
inversión de esta tendencia, en las cua-
les las redes eléctricas inteligentes ya se
vienen implementando con aplicacio-
nes basadas en energías renovables. Es
así que, frente al modelo tradicional im-
plantado en las últimas décadas, sur-
ge hoy un modelo alternativo en el que
la generación de energía se acerca al
consumidor tanto física como virtual-
mente. Estos nuevos modelos se deno-
minan Generación Distribuida; por lo
tanto, la complementariedad entre am-
bos modelos será la base para el desa-
rrollo de los futuros sistemas eléctricos
de potencia. Para afrontar los retos que
en esta especialidad ya son una reali-
dad, se ha elaborado este artículo res-
pecto a las energías renovables, com-
ponente importante en la Generación
Distribuida, con el ánimo de que los
futuros profesionales de la electricidad
avizoren las nuevas tendencias en ge-
neración, transmisión y distribución de
la energía eléctrica relacionadas al uso
de las tecnologías y cuidado del medio
ambiente; las cuales serán las principa-
les tendencias en el futuro, particular-
mente en nuestro país.
MATERIAL Y MÉTODOS
Se realizó un análisis respecto de la
información de proyectos energéticos
relevantes en nuestro país, del cual se
presenta el estado del arte respecto a
la generación de energía eléctrica y las
capacidades de producción que se de-
berá considerar en un futuro, según el
SEIN-COES. A partir de esa informa-
ción, se establece la importancia de la
generación distribuida.
1. POLÍTICA Y REGULACIÓN DEL
SISTEMA ELÉCTRICO EN EL PERÚ
La Dirección General de Electrici-
dad (DGE), dependiente del Ministe-
Keywords: Renewable energy, distributed generation, energy demand, elec-
tric power systems.
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
139
PAIDEIA XXI
rio de Energía y Minas (MEM), está a
cargo del establecimiento de políticas
y regulaciones de electricidad y de
otorgar concesiones. También es la
responsable de elaborar los planes de
expansión de la generación y la trans-
misión y tiene que aprobar los proce-
dimientos pertinentes para el funcio-
namiento del sistema eléctrico.
El Organismo Supervisor de la In-
versión en Energía y Minería (OSI-
NERGMIN), creado en 1996 como OSI-
NERG, desempeña sus funciones en el
sector según lo establecido en la Ley de
Concesiones Eléctricas (LCE), de 1992,
y la Ley para asegurar el desarrollo e-
ciente de la Generación Eléctrica (Ley
de Generación Eciente), de 2006, en-
tre otras. Además, el OSINERGMIN
es el organismo responsable de hacer
cumplir las obligaciones scales de los
licenciatarios, según lo establecido por
la ley y su regulación. Por último, es el
responsable de controlar que se cum-
plan las funciones del Comité de Ope-
ración Económica del Sistema (COES)
y de determinar semestralmente los
porcentajes de la participación de las
compañías en el mercado.
En el 2000, OSINERG se fusionó con
la Comisión de Tarifas Eléctricas (CTE),
actualmente denominada Gerencia Ad-
junta de Regulación Tarifaria (GART).
Juntos, están a cargo de jar las tarifas
de generación, transmisión y distribu-
ción y las condiciones de ajuste de tari-
fas para los consumidores nales.
Participantes del Sector
Dentro del sector eléctrico se llevan
a cabo actividades que tienen una re-
lación vertical muy estrecha entre sí.
En cuanto a su estructura, el sector se
encuentra conformado por cinco acto-
res principales:
• Empresas Eléctricas: Estas se en-
cuentran orientadas a las activida-
des de generación, transmisión y
distribución. Actualmente, son 41
las empresas generadoras, 5 em-
presas de transmisión y 21 empre-
sas de distribución, según cifras
del OSINERGMIN.
• Clientes: Pueden ser divididos a su
vez en clientes libres y clientes re-
gulados.
• Comité de Operación Económica
del Sistema (COES): Se encuentra
conformado por los titulares de las
centrales de generación y de trans-
misión que se encuentran interco-
nectadas al sistema nacional. Este
organismo tiene como nalidad
coordinar las operaciones al míni-
mo costo, garantizando la seguri-
dad en el abastecimiento. Su labor
es de naturaleza técnica.
• Ministerio de Energía y Minas: Es
la entidad encargada de la repre-
sentación del estado peruano a
través de la Dirección General de
Electricidad. Este organismo cum-
ple con labores normativas y es el
responsable del otorgamiento de
concesiones y autorizaciones.
• Organismo Supervisor de la Inver-
sión en Energía y Minería (OSI-
NERGMIN): Es la institución en-
cargada de supervisar, regular,
scalizar y sancionar a las empre-
sas que se desarrollan en el sector
eléctrico, hidrocarburos y minero.
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
140
PAIDEIA XXI
Dependencia de la generación de
energía eléctrica
Actualmente, se observa una con-
siderable concentración de genera-
ción de energía en el centro del país,
especícamente en el departamento
de Lima, tanto a nivel de producción
como de potencia instalada o efectiva.
Esta concentración, en un mismo
espacio geográco de los niveles de
capacidad instalada, puede generar
serias complicaciones en el abasteci-
miento de energía ante cualquier con-
tingencia que se pueda registrar, ya
sea natural o de otra índole. Es por
ello que se requiere incentivar y/o
promover la generación en las zonas
norte y sur del país, a n de diver-
sicar la generación de energía, así
como acompañar el crecimiento exis-
tente de demanda de energía que se
viene experimentado en los diferentes
departamentos del país, ya que en la
actualidad la costa central del país es
el principal proveedor de energía a las
diferentes regiones, con los problemas
que acarrea ello dado el décit de in-
fraestructura necesaria para atender
la creciente demanda.
Gráco N° 1. Actores Del Sector Eléctrico Peruano
Cuadro Nº 1. Demanda de Energía
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
141
PAIDEIA XXI
Posible desabastecimiento de ener-
gía eléctrica
En el último informe elaborado por
el COES: “Informe de Diagnóstico de
las Condiciones Operativas del SEIN
2015-2024”, se establece que se podría
tener un décit de generación eciente
del orden de 490 MW entre el 2017 y
el 2018, producto del descalce entre la
oferta y demanda proyectada, según la
información de los proyectos de gene-
ración y requerimiento de energía de
los diferentes agentes involucrados.
Asimismo, no se cuentan con proyec-
tos de generación posteriores al 2016.
Es decir, si en los próximos dos años no
se comprometen nuevos proyectos de
generación, la conabilidad del sistema
se vería seriamente afectada, conside-
rando las tasas de crecimiento de de-
manda observadas en los últimos años.
2. ENERGÍAS RENOVABLES
Las energías renovables son aque-
llas cuyo potencial es inagotable, ya
El análisis del COES contempla los
escenarios de: i) generación eciente
con proyectos hidroeléctricos única-
mente, y ii) generación eciente con
proyectos hidroeléctricos y térmicos.
En el primer escenario, es decir, con-
siderando la generación únicamen-
te de las hidroeléctricas, el décit de
generación eciente ascendería a 980
MW entre el periodo comprendido en-
tre los años 2017 y 2022. No obstante,
de considerar las centrales termoeléc-
tricas, el décit de generación ecien-
te se reduciría a 490 MW entre dichos
años. Es importante mencionar que en
este último escenario se toma en con-
sideración plantas de ciclo combinado
por 1,500 MW en la macro región sur,
asociados al proyecto del Gasoducto
Sur Peruano y Nodo Energético en el
sur del país.
que provienen de la energía que llega
a nuestro planeta de forma continua,
como consecuencia de la radiación so-
lar o de la atracción gravitatoria de la
Gráco N° 2. Escenarios de Generación en el Sector Eléctrico Peruano
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
142
PAIDEIA XXI
Luna. Son fundamentalmente: la ener-
gía hidráulica, la solar, la eólica, la bio-
masa, la geotérmica y las marinas.
Las energías no renovables son
aquellas que existen en la naturaleza
en una cantidad limitada. No se re-
nuevan a corto plazo y por eso se ago-
tan cuando se utilizan. La demanda
mundial de energía en la actualidad se
satisface fundamentalmente con este
tipo de fuentes energéticas: el carbón,
el petróleo, el gas natural y el uranio.
Desde el punto de vista de la utilización
de la energía, podemos clasicar la
energía en primaria, secundaria y útil.
• Energía primaria: es la que se
obtiene directamente de la natu-
raleza y corresponde a un tipo de
energía almacenada o disponi-
ble, como por ejemplo, el petró-
leo, el carbón, el gas natural, el
uranio y las energías renovables.
• Energía secundaria (también
conocida como energía nal): se
obtiene a partir de transforma-
ciones de la energía primaria.
Ejemplos de esta categoría son
la electricidad y la gasolina.
• Energía útil: es la que obtiene el
consumidor después de la últi-
ma conversión realizada por sus
propios equipos de demanda,
como por ejemplo, la energía
mecánica gastada en un motor,
la luminosa en una bombilla,
etc. Algunas energías primarias
pasan directamente a energía
útil, sin transformarse previa-
mente en energía secundaria.
Durante los últimos años se ha fo-
mentado la utilización de las energías
renovables, que podrían sustituir en
gran medida a las convencionales, re-
duciendo de este modo la dependencia
energética y aumentando la autono-
mía del país. Los diferentes estudios
energéticos realizados han dado como
resultado altos valores de potencial de
energías renovables; ello signica que
se podría garantizar una autonomía
energética mucho mayor de la actual
(a nales de 2012 el porcentaje de
electricidad de origen renovable en el
Perú rondaba el 4%).
El agotamiento de los combustibles
fósiles
El sistema energético actual está
fundamentalmente basado en los
combustibles fósiles. El ritmo de con-
sumo es tal que en un año la huma-
nidad consume lo que la naturaleza
tarda un millón de años en producir,
por lo que el posible agotamiento de
las reservas existentes es una realidad
que no admite discusión.
La posibilidad de agotamiento del
petróleo y del gas natural será una rea-
lidad en el plazo de 1 ó 2 generaciones.
Las reservas de carbón son menos
limitadas (y menos aún si se incluyen
los carbones de muy mala calidad).
Sin embargo, este combustible es al-
tamente contaminante, de forma que
su utilización estará condicionada al
desarrollo de tecnologías más limpias
en la quema del carbón.
Mucho antes del agotamiento de
los recursos convencionales se están
produciendo tensiones en los precios
del petróleo, ante la falta de capacidad
mundial de mantener el ritmo de cre-
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
143
PAIDEIA XXI
cimiento de la producción que sería
necesario para satisfacer la demanda.
Tensiones sociales
Ya se ha comentado el enorme des-
equilibrio entre países ricos y pobres en
lo que a consumo energético se reere.
Si a ello se añade la concentración de
los recursos de combustibles fósiles en
unos pocos lugares y que los grandes
países productores y los consumidores
se sitúan en lados opuestos del planeta,
resulta un escenario poco tranquilizador
para el equilibrio sociopolítico mundial.
¿Cómo diferenciar potencia de energía?
La potencia se mide en vatios (W). Se
suelen utilizar múltiplos como kilovatios
3. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA
Para la generación de electricidad
a gran escala se recurre a instalacio-
nes denominadas centrales eléctricas,
que constituyen el primer escalón del
sistema de suministro eléctrico. De-
pendiendo de la fuente primaria de
energía utilizada, las centrales genera-
(kW) –1000 vatios–, megavatios (MW)
–1 millón de vatios– o gigavatios (GW)
–1000 millones de vatios–. La energía
se puede medir en vatios-hora (Wh), o
en unidades derivadas, como kWh.
Para entender esta terminología, vea-
mos el siguiente ejemplo: una bombi-
lla de 100 W tiene una potencia de 100
W siempre, esté encendida o no, pero
no consume energía mientras está
apagada. Si a lo largo de un día tene-
mos esa bombilla encendida durante
3 horas, la energía consumida por la
bombilla es de 300 Wh/día (100 W x 3
h = 300 Wh).
doras se pueden clasicar en los tipos
que se citan a continuación.
Térmicas
En una central térmica se convierte la
energía química de un combustible en
energía eléctrica. Según el combustible
utilizado, se las denomina centrales
térmicas de carbón, de fuel o de gas.
Todas las centrales térmicas cons-
tan, en su forma más simple, de una
Cuadro N° 2. Unidades de Potencia Eléctrica
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
144
PAIDEIA XXI
caldera y de una turbina que mueve
un generador eléctrico. La única dife-
rencia entre ellas es el combustible;
por tanto, la caldera deberá adaptarse
al combustible utilizado. Todos los de-
más sistemas y componentes son bá-
sicamente los mismos.
La caldera es un aparato que sirve
para convertir el agua en vapor. El vapor
producido, que sale de la caldera, mue-
ve la turbina y, ésta, a su vez, el genera-
dor eléctrico. El calor necesario para ele-
var la temperatura y presión del agua lo
proporciona la quema del combustible,
ya sea carbón, fuel o gas. El rendimiento
de estos sistemas no suele sobrepasar el
33%, desaprovechándose la mayor par-
te de la energía en pérdidas de calor a lo
largo de todo el sistema. A esto habría
que añadir las pérdidas en el transporte
y distribución de la electricidad a través
de las líneas de alta, media y baja ten-
sión. El rendimiento de una central con-
Cogeneración
Los sistemas de cogeneración son
sistemas de producción simultánea de
electricidad y calor, partiendo de un
único combustible.
El proceso de producción de elec-
tricidad es el convencional (ciclo de
vencional en nuestro país, incluyendo
distribución hasta los puntos de consu-
mo, estarían alrededor del 25%.
Ciclo combinado
En la actualidad, se están cons-
truyendo numerosas centrales de las
denominadas de ciclo combinado,
que son un tipo de central que basa
su funcionamiento en el acoplamien-
to de dos ciclos diferentes de produc-
ción de energía, uno con turbina de
vapor y otro con turbina de gas. En
el ciclo combinado, los gases calientes
de escape del ciclo de turbina de gas
entregan el calor necesario para mo-
ver la turbina de vapor acoplada. Esta
conguración permite un empleo más
eciente del combustible. Cada una de
estas turbinas está acoplada a su co-
rrespondiente generador para produ-
cir la electricidad como en una central
térmica convencional.
combustión –turbina– generador eléc-
trico), pero en el caso de la cogenera-
ción se utilizan los gases de escape
(si se emplean turbinas de gas), o el
vapor (si se usan turbinas de vapor),
que salen a altas temperaturas, para
producir calor, el cual se utiliza direc-
Gráco N° 3. Central de Generación-CC
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
145
PAIDEIA XXI
tamente en distintos procesos indus-
triales.
El rendimiento global de este tipo
de centrales puede alcanzar el 70%.
Hidroeléctricas
Son centrales que generan electri-
cidad mediante el aprovechamiento de
la energía potencial del agua embalsa-
da en una presa.
La instalación de centrales hi-
droeléctricas depende de la posibili-
dad de construir embalses o presas
en los cauces de los ríos para retener
el agua, y transformar la energía hi-
dráulica en energía eléctrica. La gene-
ración de energía eléctrica se produce
al dejar caer el agua desde una cierta
altura; esta agua mueve los álabes de
una turbina que, a su vez, acciona un
generador, produciendo electricidad.
La energía hidráulica posee dos
ventajas principales respecto a los
combustibles de origen fósil y nuclear:
una de ellas es que el agua (que es el
combustible) no se consume ni em-
peora la calidad, únicamente es ex-
plotada; y otra de las ventajas es que
no tiene problemas de producción de
desechos. Los aprovechamientos mini
hidráulicos han permitido el desarrollo
de regiones aisladas en todo el mundo.
Estos pequeños proyectos están di-
señados para utilizar el caudal de un
río o un arroyo mediante la desviación
del total o de parte del caudal hacia un
canal y, posteriormente, conducirlo a
una turbina por medio de una tubería.
Nucleares
Una central nuclear de sión, de
las que se utilizan en la actualidad, es
la que emplea para la generación de
energía eléctrica elementos químicos
pesados, como el uranio o el plutonio,
los cuales, mediante una reacción nu-
clear, proporcionan calor. Este calor se
emplea para producir vapor y, a partir
de este punto, el resto de los procesos
en la central son análogos a los de una
central térmica convencional.
Gráco N° 4. Central de Generación CN
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
146
PAIDEIA XXI
Centrales de energías renovables
Parques eólicos
Conjunto de aerogeneradores que
se ha popularizado en los últimos años
debido a que la energía eólica se consi-
dera una “energía limpia” (respetuosa
con el medioambiente), ya que no re-
quiere una combustión que produzca
residuos contaminantes ni provoca la
destrucción de recursos naturales.
No obstante, la cantidad de energía
producida de origen eólico es aún una
mínima parte de la que se consume
por los países desarrollados y del po-
tencial que representa.
Centrales solares fotovoltaicas
Los paneles solares fotovoltaicos
transforman la radiación solar direc-
tamente en electricidad. Las plantas
o centrales solares fotovoltaicas están
constituidas por una serie de paneles
fotovoltaicos conectados en serie y/o
en paralelo, que vierten la electricidad
producida a la red eléctrica.
En la actualidad, en casi toda Europa
se está fomentando la construcción de
este tipo de centrales a través de in-
centivos económicos.
Centrales solares térmicas de alta
temperatura
Utilizan el calor de la radiación solar
para calentar un uido y producir va-
por para mover un generador, como
en una central térmica convencional,
pero en la que el combustible es el Sol.
Gráco N° 5. Centrales Solares
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
147
PAIDEIA XXI
Centrales marinas
Dentro de las centrales que se ins-
talan en el mar, podemos distinguir:
las centrales maremotrices, las de olas
y las que aprovechan las corrientes
marinas. Las centrales maremotrices
aprovechan los cambios de altura de
las mareas para mover las turbinas,
mientras que las de olas utilizan el
movimiento de éstas con el mismo n.
Centrales geotérmicas
La energía geotérmica es la que
procede del calor interno de la Tierra.
Existe una gran diferencia entre la
temperatura de la supercie terrestre
y la de su interior.
El calor concentrado en el interior
tiende a escapar de forma natural,
como ocurre en las fuentes hidroterma-
les o en los géiseres. También se pue-
de extraer a partir de perforaciones en
yacimientos localizados en el subsuelo.
Centrales minihidráulicas
Son las centrales hidráulicas cuya
potencia es de 10 MW o menos. En el
aspecto medioambiental, todas ellas po-
seen las ventajas de las energías renova-
bles (energía limpia, autóctona e impere-
cedera), aunque también presentan una
serie de posibles inconvenientes, según
el tipo de renovable de que se trate.
La geotérmica, frente al resto de
las renovables, presenta la gran ven-
taja de producir electricidad de forma
constante (en este sentido funciona
casi como una central convencional),
a diferencia de las otras centrales
mencionadas, que dependen de la dis-
ponibilidad del viento, sol, etc.
Todas estas centrales, excepto las fo-
tovoltaicas, tienen en común el ele-
mento generador en sí, que no es otro
que un generador eléctrico, movido
mediante una turbina, que será dis-
tinta dependiendo del tipo de energía
primaria que se utilice.
A pesar de todos los tipos de cen-
trales renovables indicadas, la mayor
parte de la energía eléctrica generada
proviene de los tres primeros tipos de
centrales: térmica convencional, hi-
dráulica y nuclear.
La biomasa
La energía del Sol es utilizada por
las plantas para sintetizar la materia
orgánica mediante el proceso de foto-
síntesis. Esta materia orgánica pue-
de ser incorporada y transformada
por los animales y por el hombre. El
término biomasa abarca un conjunto
muy heterogéneo y variado de materia
orgánica y se emplea para denominar
a una fuente de energía basada en la
transformación de la materia orgánica
utilizando, normalmente, un proceso
de combustión.
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
148
PAIDEIA XXI
Gráco N° 6. Ciclo de la Biomasa
Cuadro N° 3. Energías Renovables En Matriz Energética en el Perú
Con esta opción se alcanzan en el año 2040 los objetivos de política energética
Cuadro N° 4. Proyectos de Recursos Energéticos Renovables (RER)
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
149
PAIDEIA XXI
¿Qué es la Operación del SEIN?
Consiste en efectuar la programa-
ción y coordinación de la operación in-
tegrada de los recursos de generación
y transmisión del SEIN, de acuerdo
con lo estipulado en la Ley de Conce-
siones Eléctricas (LCE) y la Ley para
asegurar el desarrollo Eciente de la
Generación Eléctrica (Ley 28832),
cumpliendo con sus respectivos regla-
mentos y los procedimientos técnicos
aprobados por el OSINERGMIN.
¿Qué es el COES?
El Comité de Operación Económica
del Sistema (COES), es el organismo
4. GENERACIÓN DISTRIBUIDA (GD)
La generación distribuida, es la ge-
neración in situ. Generación embebida,
generación descentralizada,generación
dispersao energía distribuida, consiste
básicamente en la generación de ener-
gía eléctrica por medio de muchas pe-
queñas fuentes de energía.
que opera el sistema eléctrico perua-
no, administra el mercado eléctrico y
planica la transmisión eléctrica del
sistema con criterios de economía, ca-
lidad y seguridad. El COES es una en-
tidad privada sin nes de lucro, cuyos
aportantes son los agentes del merca-
do.
¿Quiénes son integrantes del COES?
Son las empresas de generación
de electricidad, transmisión eléctrica,
distribución eléctrica y los usuarios li-
bres (grandes consumidores), quienes
forman parte del COES.
La denición más global de la ge-
neración distribuida vendría a decir
que es aquella que se conecta a la red
de distribución de energía eléctrica
y que se caracteriza por encontrarse
instalada en puntos cercanos al con-
sumo.
Gráco N° 7. Sistema Interconectado Nacional
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
150
PAIDEIA XXI
Los sistemas empleados como
fuentes de energía distribuida (FED),
son plantas de generación de energía
a pequeña escala entre el rango de
3kW a 10kW, usadas para proporcio-
nar una alternativa o una ayuda a las
tradicionales centrales de generación
eléctrica.
Utilizando protocolos y sistemas
estándares y abiertos, se han imple-
mentado tanto funciones propias de
la distribución eléctrica, como de las
comunicaciones. En este sentido, la
distribución eléctrica es el control de
la generación distribuida, la minimi-
zación de las pérdidas o la mejora de
la gestión de activos y las comunica-
ciones, es la integración segura de dis-
tintas tecnologías, la autogestión de la
redundancia de caminos y la mejora
continua de las prestaciones de la red.
Gráco N° 8. GD- Integración de las Energías Renovables con el Sistema
Eléctrico
Gráco N° 9. Evolución de la Red Eléctrica
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
151
PAIDEIA XXI
5. CONSIDERACIONES
EXPERIMENTALES
Para el inicio del estudio, es de vital
importancia familiarizarse con el siste-
ma eléctrico de potencia, en el sentido
de que las energías renovables pasa-
rán a ser parte de este sistema, consi-
derando que estas se integrarán como
elemento importante en el sistema.
Grá co N° 10. Comparación de Distribución de Energía Tradicional y
Energía Distribuida
Grá co N° 11. Sistema Eléctrico de Potencia
Circuito eléctrico a considerar para de nir las variables eléctricas que se deben
manipular:
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
152
PAIDEIA XXI
Se le denomina circuito equivalente
simplicado de una línea de transfe-
rencia de potencia de transmisión de
corriente alterna, a partir de una esta-
ción de generación (lado del emisor), a
una estación de distribución (lado del
receptor).
Desde La arquitectura desarrolla-
da, es capaz de extender a cualquier
punto de la red de baja tensión, de
manera distribuida y eciente, toda la
capacidad de monitorización y control
que hasta la fecha se tenía únicamen-
te en la red de alta tensión. Utilizan-
Es importante indicar que además
de la generación, el programa nos per-
mite conocer las variables de las líneas
de transmisión, lo cual nos servirá
para determinar los benecios que al
respecto se obtendrán de las energías
do protocolos y sistemas estándares y
abiertos, se han implementado tanto
en funciones propias de la distribución
eléctrica, como de las comunicaciones.
Tomando en consideración un sis-
tema eléctrico de potencia eciente
propuesto por el SEIN, como se mues-
tra en el diagrama unilar de una red
de 5 barras, se aplicó el simulador
PowerWorld para determinar las va-
riables en las barras de generación en
MVA, datos que nos servirán para cal-
cular la cantidad de MVA que se pue-
da obtener de las energías renovables.
renovables, al estar en el mismo lugar
de los consumidores, dando origen a
la Generación Distribuida.
Interconexión: Determinado el tipo
de generación de energía renovable a
Gráco N° 12. Diagrama Unilar de una Red- SEIN
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
153
PAIDEIA XXI
considerar se deberá tener en cuenta
como interconectar al sistema
Por lo tanto, conocidas las variables
de la generación, un aspecto necesario
en la GD es la interconexión con la red
eléctrica, para poder cubrir cualquier
eventualidad del sistema de compra o
venta de energía eléctrica. Algunos de
los aspectos técnicos a considerar en
la interconexión, son:
• Relevadores de protección.
• Conexión del transformador.
• Sistema de puesta a tierra.
• Coordinación de protecciones y
regulación de la tensión de la
compañía.
• Equipos de calidad de servicio.
• Conformidad con normas de los
convertidores de potencia.
• Monitoreo y control remoto del
grupo.
• Mantenimiento preventivo y co-
rrectivo periódico.
• Sistema de comunicación entre
el operador privado y el contro-
lador de la red de distribución.
Grá co N° 13. Esquemas planteados para la interconexión
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
154
PAIDEIA XXI
Se determinó que la GD tiene como
parte fundamental la Automatización
de subestaciones, las que necesitan
sistemas de Protecciones integradas
a n de evitar las perturbaciones en
los armónicos que genera la AC. Estos
sistemas pueden ser:
RAT (Regulación Automática de
Tensión)
TAC (Transferencia Automática
de Cargas)
Comunicación e inter-operati-
vidad de dispositivos bajo el es-
tándar IEC 61850.
Para poder determinar que tipo de
generación es factible implementar
en la zona de estudio, fue necesario
plantearse lo siguiente:
¿Se desea producir calor a efecto de
reducir el consumo de combustibles
fósiles caros para la calefacción?
Entonces, un sistema de biomasa
podría ser el indicado. Asimismo, es
posible que se pueda incorporar cale-
facción solar del agua al lado de un
sistema fotovoltaico.
¿El objetivo principal es dotar de
electricidad a un emplazamiento rural?
Entonces, un sistema hidroeléc-
trico, eólico o fotovoltaico de pequeña
escala, podría ser la mejor opción. Es
más complejo producir electricidad a
partir de biomasa que con otros siste-
mas; además, las opciones de tecnolo-
gía todavía están muy limitadas.
Disponibilidad y tipo de recursos en
la zona de estudio
A continuación, se investigó si cuenta
con recursos de energía renovable; por
ejemplo:
¿Es una región de fuertes vientos?
¿Tienen acceso a recursos forestales
u otro abundante de biomasa que se
pueda utilizar? ¿Hay un río o arroyo
que se pueda aprovechar para generar
electricidad?
Otro aspecto importante a conside-
rar fue como integrar estas energías al
sistema eléctrico, dando lugar a la Ge-
neración Distribuida. El planteamien-
to fue el siguiente:
¿Cómo puede vender la electricidad
producida? ¿Existe una estipula-
ción sobre medición neta en el área?
Al respecto, las políticas en nuestro
país son bastante incipientes, sin em-
bargo con la implantación de los Smart
Meter y la Smart Grid, se está desarro-
llando la Generación Distribuida, con
el nuevo concepto del PROSUMIDOR
(productor-consumidor de energía)
Otra posibilidad contemplada en la
producción de energía se consideró la
cogeneración, que en muchos casos
satisfacen al 100% los requerimien-
tos térmicos de los establecimientos
industriales o comerciales, en los que
se instalan y permiten ahorros de
energía primaria de 30-35% respec-
to al consumo anterior al desarrollo
del proyecto. Alcanzan eciencias de
aprovechamiento de la energía prima-
ria superiores al 70% y, además, pro-
porcionan energía eléctrica excedente
que puede ser entregada a la red o ser
consumida en otras instalaciones aso-
ciadas al sistema de Cogeneración.
Por lo tanto, se consideró una ven-
taja utilizar la cogeneración, ya que
tiene una eciencia energética que
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
155
PAIDEIA XXI
aprovecha tanto el calor como la ener-
gía mecánica o eléctrica de un único
proceso, en vez de utilizar una central
Almacenamiento de Energía: Las
energías renovables producen energía
en DC, la cual debe ser acumulada
para su posterior inversión en AC para
eléctrica convencional y para las nece-
sidades de calor una caldera conven-
cional.
su utilización. Al respecto, se investi-
garon una serie de tecnologías que
cumplen con esta función, tales como:
Gráco Nº 14.- Esquemas considerados para cogeneración
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
156
PAIDEIA XXI
Sistemas con baterías (UPS): el pro-
blema de las baterías es su coste, su
volumen, sus ciclos de trabajo y su
vida útil. Su capacidad de almace-
namiento va de 10 a 60 minutos; su
utilidad típica esta en los ordenadores
para reducir y limitar los picos de de-
manda, mejorar la calidad y la falibili-
dad del suministro; los últimos desa-
rrollo en esta tecnología, son las pilas
de Li-ion.
Dentro de las tecnologías de
almacenamiento “eléctrico”, se
tienen:
Baterías: el más extendido, Su-
per condensadores
Volantes de Inercia mecánica
(Flywheels)
SMES - superconductor de al-
macenamiento de energía mag-
nética
CAES: almacenamiento de ener-
gía por aire comprimido
6. CONCLUSIONES
Después del 2016, en nuestro país
no se cuenta en cartera la inclusión de
nuevos proyectos de generación y, si
se considera los prolongados tiempos
de ejecución de los proyectos por los
diferentes permisos necesarios (licen-
cia social y/o trámites burocráticos),
la vulnerabilidad del sistema se incre-
mentaría con los costos que ello aca-
rrea. En tal sentido, según el análisis
elaborado por el COES, se proyecta
que para el 2018 los costos margina-
les promedio ponderado, se ubicarían
alrededor de los 300 US$/MW.h, sien-
do superior a los precios registrados
en el 2008.
Por ello, se considera necesario
implementar medidas con visión en
el largo plazo en proyectos de energía
renovable, y no centrarse en solucio-
nes cortoplacistas, con el objetivo de
Gráco N° 15. Sistemas de almacenamiento SMES
(Se almacena energía en campo magnético)
Impacto de las energías renovables en los sistemas de generación distribuida
157
PAIDEIA XXI
garantizar la conabilidad del SEIN a
n de evitar los costos resultantes de
una planicación inadecuada.
Es importante tener en cuenta que
en la generación eléctrica convencio-
nal, las plantas se localizan lejos de
los centros de consumo, por lo que
existen de un 4% a un 19% de pér-
didas de transmisión, distribución y
robo, dependiendo de la tensión de la
red y de la región tarifaria del país.
Se ha logrado determinar que con
la Cogeneración, estas pérdidas dis-
minuyen o se eliminan, por estar lo-
calizadas en los centros de consumo.
La Cogeneración, al consumir menos
combustible, reduce las emisiones
contaminantes. La reducción depende
de la tecnología, el factor de planta y el
tipo y calidad del combustible.
De esta manera, al tener mayor e-
ciencia de conversión y reducir el con-
sumo de energía primaria, los costos
de energía eléctrica de las plantas de
Cogeneración son menores que las ta-
rifas de la red de servicio público.
Consideramos que esto puede ser
aplicable a la mayoría de los sectores
industriales, la agroindustria y en el
sector servicios, como hoteles, hospi-
tales, centros comerciales, centros de-
portivos y escuelas.
Por consiguiente, se determinó que
se logra reducir costos incrementando
la competitividad, además de reducir
el riesgo de cortes del servicio eléctrico
por contar con la planta de Cogene-
ración y el respaldo de la red pública.
La Cogeneración se instala en los
centros de carga. Esto implica una
descentralización de la generación de
la energía, lo que permite desarrollos
regionales y la creación de empleos.
Un proyecto de cogeneración involu-
cra y brinda benecios a alrededor de
30 empresas relacionadas al mante-
nimiento y suministro de materiales
para mantener y asegurar una óptima
operación de la instalación.
Este aspecto es fundamental, con
base en las nuevas normativas que se
han dictado, nuevas tecnologías que
aparecen desde protocolos de comu-
nicación hasta equipos para teleco-
mando y supervisión de los distintos
componentes de la red, nuevas protec-
ciones, nuevos medidores, nuevos sis-
temas de gestión de la demanda, etc.
lo que hace que los profesionales de la
actividad nos veamos obligados a una
actualización permanente para poder
hacer frente a los nuevos desafíos que
llevarán aparejadas las futuras Smart
Grids y la Generación Distribuida (GD).
Para lograr la ejecución de estos
proyectos, se debe contemplar la me-
nor interferencia política, con el n de
evitar desequilibrios innecesarios en
el sistema o en los diferentes agentes
que participan del sistema. No menos
importante es la necesidad de tomar
acciones concretas e inmediatas para
atraer y acelerar las inversiones, pues
existen los recursos y capacidades ne-
cesarias para llevar a cabo dichos pro-
yectos. Asimismo, se deben elevar los
estándares de gobierno corporativo de
las entidades estatales que participan
del SEIN, así como las eciencias tan-
to operativas como comerciales que
son ampliamente superiores por las
empresas privadas.
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
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PAIDEIA XXI
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Portal del medio ambiente: www.ambientum.com
