Topologías de microrredes con fuentes de energía renovable incorporadas al sistema eléctrico de potencia

El estudio titulado ‘Comprehensive analysis of microgrids configurations and topologies’ -en el que participó como investigadora principal la profesora del Departamento de Ciencias de la Computación y Electrónica de la Universidad de la Costa Katherine Cabana Jiménez, bajo la tutoría de los docentes John E. Candelo-Becerra y Vladimir Sousa Santos- ha sido producto de una investigación que Cabana Jiménez se encuentra desarrollando en el marco del doctorado en Ingeniería Energética, que actualmente cursa.

Manifiesta que el proyecto tuvo como fin dar a conocer los resultados que se encontraron al cumplir con el primer objetivo que básicamente le apuntó a identificar cuáles eran las topologías de microrredes que permitían incorporar fuentes de energía renovables al sistema eléctrico de potencia, sin alterar las características del mismo sistema que debe permanecer en continuo equilibrio.

Cabana Jiménez explica que al iniciar observó que algunas de las investigaciones publicadas no se centraban en detallar la topología o la conformación de las microrredes, así que la información -para ella- se presentaba como “dispersa”. Aún así se enfocó en consultar la literatura, logrando recopilar 185 artículos, de los cuales gran parte del porcentaje que cumplía con los requerimientos del estudio eran de los años 2020-2021. Lo anterior para ella se tradujo en que su estudio no solo cumplía con las características de ser pertinente, sino que también era novedoso.

“Esa literatura se logró condensar, de la cual se encontró un total de 21 topologías (que se dividían en grupos y subgrupos) y se decidió que de ese total -de acuerdo con los costos de operación, las estructuras, el funcionamiento y la operacionalidad- tres eran las más recomendadas para finalmente hacer la incorporación de esas microrredes con fuentes de energía renovables al sistema eléctrico de potencia. Estas tres respondían a: la topología que utiliza transformador de estado sólido, una topología de microrredes híbridas acoplada AC y desacoplada AC”.

Agrega que dentro de los hallazgos se encontró que la topología de la microrred es de los factores importantes para tener en cuenta a la hora de “hacer una inyección de potencia en cualquier punto del sistema eléctrico, es decir, no solo se trata de establecer en qué punto se realizará, sino también saber a cabalidad cuál es la tipología de microrred que se necesita. Cuando lo anterior se garantiza no necesariamente se envía el mensaje de que no se va a afectar el funcionamiento del sistema porque al tener algo externo, el mismo sistema va a sentir el cambio, pero lo que se quiere es que este sea mínimo y no permita que se vuelva inestable, ya que el fin es sacar el mayor provecho de la microrred, apoyada de las fuentes de energía renovables para reducir el impacto ambiental negativo de los sistemas eléctricos de potencia tradicionales”.

Cabana también indica que si se parte de la idea de que el sistema eléctrico de potencia en algún momento deja de responder a los niveles de demanda de energía que los usuarios requieren, será esencial hacer uso de las microrredes con las energías renovables, ya que resulta ser una opción potencial para poder cumplir con la demanda.

El estudio -advierte la investigadora- en una etapa inicial se llevó a cabo de manera general, pero el propósito final es poder escalarlo en otros lugares, justo cuando se aterrice en el  tercer objetivo que se ha planteado, que en síntesis está centrado en la evaluación y la observación de los resultados luego de ir al campo y probar las topologías que dio como resultado el estudio. Después lo que se quiere -según cuenta- es contextualizarlo en una zona de Colombia, que podría llegar a ser el departamento del Atlántico, principalmente porque “se dice que Barranquilla está dentro de esos proyectos cumbres que le está apostando a invertir en la producción de energía limpia”. Ahora, aclara que el estudio también podrá tener aplicabilidad en otras regiones, zonas y ubicaciones, eso sí, se deberán contextualizar las variables de acuerdo con el territorio.

Este tipo de estudios para la profesora es importante desarrollarlo porque un sistema eléctrico de potencia no puede permanecer estático, ya que actualmente se viene hablando  de la transición energética y esta implica contemplar el panorama que incluye las energías renovables en el sistema eléctrico de potencia.

“No podemos incluir la energía renovable en el sistema de potencia tradicional si no tenemos presente las microrredes porque son aspectos que van vinculados sobre todo ahora que se presta mayor atención al cambio climático así que, como está tan presente, lo que se necesita es mitigar esa huella ecológica que dejamos y una manera de hacerlo es contemplando que debemos empezar a tomar conciencia en que hay que generar energía de manera limpia y amigable con el medioambiente, reduciendo las toneladas de gases de efecto invernadero que surgen cuando producimos energía eléctrica de manera tradicional”. 

Así las cosas, concluye que la microrred puede ser aplicada con energía solar, la eólica y con todas las opciones de recursos renovables que “tenemos al alcance”.

Referencia: ‘Comprehensive analysis of microgrids configurations and topologies’

DOI: https://doi.org/10.3390/su14031056

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