Análisis de la integración de tecnologías smart grid en sistemas eléctricos insulares con elevada penetración de energías renovables

Resumen

En todo el mundo se está llevando a cabo la transformación del sistema eléctrico de energía, pasando de una estructura convencional unidireccional a una estructura más abierta y participativa por parte de los consumidores y de otros actores del sector eléctrico. Este cambio posee varias motivaciones, que difieren de unos países a otros. Independientemente de las motivaciones, la finalidad es la misma en todos los casos: satisfacer la demanda con la máxima fiabilidad y calidad de servicio, con mínimos costes económicos y ecológicos, con la máxima seguridad para las personas y equipos, manteniendo los valores de tensión y frecuencia dentro de unos límites determinados. Sin embargo, a causa de la evolución de la demanda de energía eléctrica, tanto a nivel cuantitativo como cualitativo, las compañías eléctricas han tenido que realizar un enorme esfuerzo con el fin de cumplir con todos los requisitos que se le exigen a un sistema eléctrico. Las tecnologías Smart Grid son el medio idóneo para llevar al sector de la energía eléctrica a una nueva era de fiabilidad, disponibilidad y eficiencia, mejorando nuestra economia y medio ambiente. No obstante, durante el período de transición, será necesario realizar pruebas, aplicar mejoras tecnológicas, educar al consumidor, desarrollar estándares y regulaciones, y compartir información entre quienes trabajan en el sector eléctrico con el fin de garantizar que los beneficios esperados de las Smart Grids sean una realidad. Por todo ello, es necesario prever el impacto real que las diversas tecnologías asociadas a este cambio tendrán, tanto para las compañías eléctricas como para los consumidores y los agentes que interactúan en el sector eléctrico. Teniendo en cuenta los beneficios que las tecnologías Smart Grid pueden proporcionar a un sistema eléctrico, y teniendo también en consideración los desafíos que su implementación requiere, surge la motivación central para la realización de esta tesis doctoral. Siendo el objetivo principal estudiar y contribuir al conocimiento del impacto de estas tecnologías en la mejora de la seguridad, fiabilidad y calidad del sistema eléctrico del archipiélago de Cabo Verde. En Cabo Verde se ha tenido que hacer frente a varios problemas de su sistema eléctrico, relacionados con la ineficiencia operacional del sistema, la dificultad de integrar grandes cantidades de energía eléctrica generada con fuentes renovables y las elevadas pérdidas eléctricas, principalmente causadas por el robo de energía. En este contexto, la presente tesis doctoral estudia el impacto de la transición de un sistema eléctrico convencional hacia uno en el que se implemente una Smart Grid para el archipiélago de Cabo Verde, considerando aspectos técnicos, económicos y ambientales. Se han analizado diversos escenarios de integración de tecnologías Smart Grid; recurriendo a simuladores, análisis de casos de estudio y modelos matemáticos, tratando de obtener la máxima información posible sobre la viabilidad de la integración de las energías renovables y las tecnologías Smart Grid en Cabo Verde. Los trabajos realizados en el desarrollo de esta tesis doctoral revelaron que se pueden obtener muchos beneficios cuando se integran tecnologías Smart Grid, pero que para que ello sea posible son necesarios profundos cambios, tanto a nivel técnico-operacional por parte de las compañías eléctricas, como por parte de los consumidores y de la regulación existente.