Microrredes, la tecla sin activar para extender el cambio renovable a cada rincón

Las conocidas 'microgrids', como es su voz inglesa, permiten la autosuficiencia energética al funcionar como sistemas independientes de la red pública de energía, a la que pueden estar conectadas o no. Ya se utilizan en bases aéreas, campamentos militares, hasta en operaciones de Naciones Unidas que precisan de electricidad en lugares remotos o de conflicto donde no hay ni un solo cable que sostenga una red. Hay ejemplos en islas, explotaciones ganaderas, complejos hospitalarios, fábricas, comunidades de vecinos, urbanizaciones, campus universitarios, centros de datos, pueblos alejados de las zonas urbanas... Su desarrollo ha sido mayor en Estados Unidos, en la región Asia-Pacífico y Japón. Mucho menos en Europa, aunque el sector energético espera que las microrredes florezcan en los próximos años favorecidas también por nuevas figuras como el autoconsumo y las comunidades energéticas.

Realmente estos sistemas son una réplica a pequeña escala de una red convencional, aunque resultan mucho más avanzados y sofisticados. Hay equipos de generación de energía renovable ya sea para producir electricidad o calor o ambos. Desde paneles fotovoltaicos, pequeños aerogeneradores, geotermia, biomasa... Incluso puede existir hibridación con un grupo electrógeno, que sirva como respaldo ('backup'). Se complementa con un sistema de almacenamiento en baterías y su consiguiente convertidor eléctrico. Y, por último, con un software que controla toda la microrred.

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Claro que ha sido en estos últimos años cuando se han dado las condiciones para el desarrollo y despliegue de estas microrredes. «El descenso del precio de las baterías que además son más eficientes, la digitalización y la inteligencia artificial han dado un impulso más a estos sistemas porque hacen más eficiente la gestión. Son microrredes inteligentes que con algoritmos pueden predecir qué viento va a soplar o qué sol va a lucir, cuándo usar la batería o cuánta energía tienen acumulada... El sistema está siempre midiendo el nivel de riesgo y tomando decisiones», explica Ignacio Cruz, investigador y jefe de la unidad de Energía Eólica de Ciemat (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas). «Los algoritmos toman decisiones según la predicción del recurso, de los precios del mercado y de la demanda. Comprueban el estado de la baterías, que es un elemento costoso y hay que ciclar (cargar y descargar) adecuadamente para alargar su vida útil», añade Mónica Aguado, directora del Departamento de Integración, Almacenamiento Eléctrico e Hidrógeno de Cener (Centro Nacional de Energías Renovables).

Las 'microgrids' son sistemas más resilientes que los convencionales. «Ante apagones, o cualquier catástrofe (como huracanes) o incidencia, se ha comprobado que tienen más resiliencia. Un sistema centralizado tarda mucho en volver a ponerse en marcha cuando se caen las líneas de tensión. Sin embargo, estas pequeñas redes pueden empezar a funcionar mientras se recupera la red central», añade Cruz.

Además, las microrredes presentan otras características que las hacen únicas y muy valiosas. «Los centros de generación están cerca de los lugares de consumo. Esto hace que el sistema sea más eficiente y se reducen las pérdidas de energía durante el transporte», dice Óscar Izquierdo, investigador del departamento de Energía de Ciemat. «Si cuenta con capacidad de almacenamiento, la microrred da flexibilidad a la red convencional. Por tanto, incluso se pueden utilizar para reducir inversiones en infraestructuras», detalla Luis Jiménez, responsable de Negocio Fotovoltaico y Almacenamiento en la empresa gallega Norvento Enerxía, un proveedor de soluciones renovables.

Ser más resiliente, más eficiente y más flexible son fortalezas que va a ser fundamentales en las futuras redes eléctricas del futuro, que van a dar un giro radical. Ya no serán sistemas unidireccionales, en los que desde grandes y alejados centros de generación la energía viaje a través de miles de kilómetros de líneas y cables pasando por subestaciones y centros de distribución hasta llegar al consumidor, ya sea una industria, un polígono empresarial, un centro comercial, un hospital o una casa. «Habrá muchos otros actores. Será una red bidireccional porque el usuario será consumidor y también productor. Volcará a la red la energía excedente que han producido sus placas fotovoltaicas. La gestión se va a complicar cada vez más», asegura Mónica Aguado. «Las microrredes son el futuro porque la nueva red tendrá muchas pequeñas centrales de generación, tendrá que evitar las pérdidas, ser más eficiente y reducir sus emisiones de CO2», cree también Óscar Izquierdo.

Pueden darse muchas y muy variadas razones para instalar una microrred. Para reducir la huella de carbono y las emisiones, o los costes energéticos, o para garantizar el suministro o por pura necesidad. «En lugares que son el final de la línea eléctrica y sufren cortes de suministro que pueden dañar máquinas, o parar la producción de una fábrica, interesa contar con un suministro de energía independiente. En industrias que no se pueden arriesgar a un corte eléctrico, como en el sector alimentario, necesitan una fuente de energía para soportar una avería que no detenga los procesos en congeladores o cámaras frigoríficas. Una microrred es un sistema de respaldo, por ejemplo, para hospitales donde un quirófano no puede detenerse ante la falta de suministro eléctrico. O en lugares lejanos o de difícil acceso donde llevar la red convencional es muy costoso», cuenta Mónica Aguado.

Y a medida que evolucionen, las microrredes permitirán ofrecer otros servicios, como apunta Luis Jiménez. «Podrán volcar y vender energía a la red convencional, o almacenar y volcar en los momentos interesantes, o dar soporte de tensión en redes menos saturadas». «Incluso tendrán electrolizadores para producir hidrógeno con el excedente de energía», señala Ignacio Cruz.

Pues con tantas posibilidades, el despliegue de 'microgrids' van un poco retrasado en Europa, y también en España. «Asia-Pacífico representa el 40% de la cuota de mercado, Estados Unidos el 33% y Europa el 10%. Los proyectos que han surgido hasta la fecha son en zonas rurales, sobre todo para instalaciones agrícolas o industrias que históricamente tiene dificultades de acceso a la red. Ahora también lo demandan empresas con un alto consumo energético o para puntos de recarga para el coche eléctrico que no tienen fácil acceso a red», apunta Luis Jiménez.

Una de las microrredes más destacadas de nuestro país es la que han desarrollado Acciona y Schneider Electric para la fábrica que esta última tiene en Puente la Reina (Navarra), dedicada a la producción de interruptores y enchufes. «Puede operar de manera autónoma o conectada a la red convencional», asegura Ignacio Asenjo, director de ESCO en Acciona Energía.

Los techos de la instalación se han cubierto con 817 kWh de paneles fotovoltaicos, las baterías tienen una capacidad de 135 kWh de almacenamiento y cuenta con cinco puntos de recarga para vehículos eléctricos. «Todos estos componentes están gestionados mediante un software de Schneider que optimiza la producción, el almacenamiento y el consumo de energía», detalla Asenjo.

Y los resultados han llegado por tres vías. La fábrica ha conseguido reducir sus costes energéticos gracias a la generación renovable; «cuenta con mayor seguridad y resiliencia al poder operar en modo isla, y la energía solar y el almacenamiento reducen las emisiones de gases de efecto invernadero», expone.

También destaca la microrred que desde hace ocho años Norvento Enerxía implementó en su sede principal en Lugo. El edificio de oficinas CIne (Centro de Innovación Norvento Enerxía), como así se denomina, es prácticamente neutro en emisiones de carbono. Integra fuentes de generación eólica (100kW), fotovoltaica (200 kW) y geotermia (24 kW eléctricos y 100 kW térmicos), una central de biomasa, además de 1 MWh de almacenamiento. Y todo está controlado por un sistema de gestión inteligente. «El edificio cuenta con su propio centro de datos, cuya refrigeración se alimenta de la microrred, así como la iluminación de la calle. Incluso adicionalmente hemos incorporado otros servicios como carga de vehículos eléctricos para la flota de la compañía», especifica Luis Jiménez.

Los centros tecnológicos y de investigación también cuentan con sistemas para experimentación. Cener desarrolló la microrred Atenea en 2009 en sus instalaciones del polígono industrial Rocaforte de Sangüesa (Navarra). Se trata de un banco de ensayos donde se prueban equipos para demostrar su viabilidad, o se hibridan diferentes tecnologías, por ejemplo baterías de flujo y de iones de litio. «Hemos desarrollado diferentes proyectos de microrredes en el ámbito industrial para dar respuesta a diferentes aplicaciones. La inteligencia de la microrred es un sistema propio de gestión energética que hemos desarrollado. Decide qué hacer con los elementos cada uno de equipos y envía las consignas necesarias a cada uno de ellos órdenes a los equipos. Ofrece una solución óptima al problema que se plantea. El objetivo puede ser reducir costes energéticos, optimizar la instalación o participar en el propio mercado eléctrico», dice Aguado.

Ciemat cuenta con dos 'microgrids'. Una proporciona energía a varias instalaciones que pertenecen al Centro de Desarrollo de Energías Renovables (Ceder), en Soria. Es un mix de todas las renovables posibles: fotovoltaica, aerogenerador eólico, central de biomasa, valorización de residuos, bombeo hidráulico de seis metros de altura, baterías de varios tipos... «En los últimos años hemos llegado hasta un 65% de autoconsumo», asegura Óscar Izquierdo. Y luego está la microrred que alimenta la plataforma PSA en Almería, convertida en un laboratorio de todas las tecnologías termosolares existentes. «Las microrredes se ajustan al entorno y se adaptan a los recursos que tiene. En Almería es el sol». afirma Ignacio Cruz.

Mario Veiga, uno de los socios de la Ganadería Gocalvesa, ha conseguido hacer más productiva su explotación reduciendo costes energéticos gracias a una sencilla microrred. Con paneles fotovoltaicos y almacenamiento en baterías de iones de litio consigue la electricidad necesaria para ordeñar a 250 vacas. «Ordeñamos dos veces al día y tardamos seis horas cada vez. Así que por la noche, cuando más consumo tenemos, lo hacemos con la energía que se ha acumulado en las baterías. En verano, se reduce considerablemente la factura, hasta un 50% o más», cuenta Veiga.

Aunque con cierto retraso, las microrredes parecen que empiezan a desplegarse garantizando la independencia energética y el avance de las renovables.