El apagón que dejó a más de 4 millones de personas sin electricidad en Texas ha puesto en la palestra pública la importancia de mejorar la calidad de la energía de las ciudades y la imperiosa necesidad de aumentar la participación de energías renovables, implementar redes inteligentes para la distribución y consumo de energía, migrar a tecnologías de vanguardia en pro de la descarbonización, entre otros.
La electricidad está presente en nuestros hogares, oficinas, unidades de producción industrial y en los sistemas de transporte. Con la creciente urbanización y demanda eléctrica, la generación de energía global se ha triplicado en las últimas décadas. Hasta el día de hoy, un 60% de la energía generada en el mundo proviene de combustibles fósiles, 16% de energía hidroeléctrica, 11% de energía nuclear y el restante de energías renovables como lo son la solar, eólica, biomasa y geotérmica1.
Específicamente en Colombia, el 33% de la energía proviene de combustibles fósiles, el 66% proviene de energías renovables (termoeléctricas e hidroeléctricas) y solo el 1% fotovoltaico. De acuerdo con lo planeado por la UPME y Minminas, el porcentaje de capacidad instalada en generación renovable no convencional (principalmente generación fotovoltaica y eólica) mínimo esperado en el peor de los escenarios para 2030 deberá ascender al menos al 12%2.
Pero la generación de energía tiene un costo. La quema de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural emite dióxido de carbono (CO2) que es la principal causa del calentamiento global. Se estima que alrededor del 40% de las emisiones de CO2 del mundo provienen directamente de la generación de energía3 como resultado de la “retención de calor” en la atmósfera. Por lo tanto, la reducción de estas emisiones ha comenzado a ser un tema de vital importancia en los últimos años.
A continuación, se muestran algunas posibles estrategias que tanto los reguladores como las empresas de servicios públicos han venido implementando para reducir su huella de carbono:
- Aumentar la participación de las energías renovables.
- Utilizar equipos energéticamente eficientes los cuales permiten optimizar el uso de energía.
- Implementar redes inteligentes para la distribución y consumo de energía.
- Mejorar la calidad de la energía (PQ, por sus siglas en inglés) para aumentar la disponibilidad y confiabilidad de la energía y los equipos eléctricos.
“Como país debemos mejorar la calidad de nuestra energía, por esta razón, se deben combinar capacidades insuperables en energía sostenible y tecnologías digitales avanzadas, las cuales están encaminadas a tener una red más confiable y reducir emisiones”, afirmó Dairo Romero, gerente regional de Mercadeo para Soluciones de Calidad de Potencia (Centro y Sur América) en Hitachi ABB Power Grids.
Una de las formas para reducir emisiones de carbono es mejorar el factor de potencia o PF (Power Factor) por sus siglas en inglés. El PF es el encargado de medir la eficiencia de la energía en el sistema. Un PF bajo da como resultado una caída en el voltaje, un aumento de la corriente y pérdidas en las transmisiones. De acuerdo con las estimaciones, las pérdidas técnicas en las transmisiones se encuentran entre el 7% y el 12%.
La unidad del PF es igual a uno. Es decir, toda la energía generada por un sistema, como lo puede ser un generador, se convierte en energía activa. Ahora, si un sistema está funcionando en un PF de 0.7, necesitaría generar 100 kilovoltiamperios (kVA) o hacer funcionar una potencia aparente con una carga de 70 kilovatios (kW). Esto emitirá un estimado de 75 kilogramos (kg) de CO2.
Mejorar la calidad de la energía en un país como Colombia hace que seamos más eficientes con los recursos naturales lo que conlleva a disminuir la huella de carbono. Teniendo en cuenta lo anterior, se pueden generar ahorros en el consumo de energía eléctrica que, en escenarios comunes de operación, pueden alcanzar valores entre el 5% al 8% solamente mejorando el parámetro de factor de potencia.
En la actualidad, la legislación colombiana ya tiene regulado el factor de potencia, el cual debe ser de 0.9. Entre menor sea este factor, peor es la eficiencia que se está teniendo de los recursos y mayor la posibilidad de sufrir penalidades, además de otras consecuencias no deseadas, como por ejemplo que los equipos tengan una menor vida útil.
Por esa razón, es muy importante que el sistema energético del país cuente con tecnología vanguardista, que para necesidades especiales cada vez más comunes como aquellas que incluyen componentes electrónicos, sistemas de carga de vehículos eléctricos o sistemas de generación renovable no convencional involucra el uso de electrónica de potencia aplicada a soluciones como bancos de condensadores y filtros activos.
1 International Energy Agency (IEA)
2 Plan de Expansión de Referencia Generación y Transmisión UPME
3 Electricity Generation and Related CO2Emissions
