¿Qué son los recursos energéticos distribuidos (RED) y cómo funcionan?

A medida que los sistemas eléctricos se digitalizan, se electrifican y dependen cada vez más de las energías renovables, los Recursos Energéticos Distribuidos (RED) pasan de estar en la periferia de la red a ocupar un lugar central en la estrategia energética. Lo que antes era un sistema unidireccional simple —grandes centrales eléctricas que enviaban electricidad a hogares y empresas a través de líneas de transmisión— se está convirtiendo en una red más flexible donde los clientes también pueden generar, almacenar, distribuir e incluso vender electricidad.

Los recursos energéticos distribuidos (RED) pueden mejorar la rentabilidad del almacenamiento de energía, facilitar la integración a la red, reducir las emisiones y fortalecer la resiliencia. Sin embargo, también plantean nuevos desafíos técnicos y regulatorios. Esta guía explica qué son los RED, cómo funcionan, qué tecnologías son las más importantes y por qué la energía distribuida está adquiriendo tanta relevancia en los sistemas eléctricos modernos.

Puntos Clave

• Los recursos energéticos distribuidos (RED) son sistemas energéticos a pequeña escala ubicados cerca de donde se consume electricidad, incluyendo paneles solares, baterías, vehículos eléctricos y cargas flexibles.
• Los recursos energéticos distribuidos (RED) transforman la red eléctrica, pasando de ser un sistema unidireccional a una red bidireccional e interactiva, lo que permite a los usuarios tanto consumir como producir energía.
• El almacenamiento de energía es un componente fundamental de los recursos energéticos distribuidos (RED), ya que permite almacenar el exceso de energía renovable y utilizarla cuando sea necesario, mejorando así la eficiencia y la fiabilidad.
• Los recursos energéticos distribuidos (RED) desempeñan un papel fundamental en la integración a la red, ayudando a equilibrar la oferta y la demanda, estabilizar el voltaje y apoyar la adopción de energías renovables.
• Los sistemas de energía distribuida son escalables y flexibles, lo que los hace adecuados para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales.
• Soluciones como Avepower Los sistemas de almacenamiento de energía mejoran el rendimiento de los recursos energéticos distribuidos (RED) al permitir un uso más inteligente de la energía, energía de respaldo y un consumo solar optimizado.

¿Qué son los recursos energéticos distribuidos (RED)?

Los recursos energéticos distribuidos (RED) son unidades de pequeña escala para la generación o el almacenamiento de electricidad que operan cerca del punto de consumo. Estos pueden abarcar desde paneles solares en tejados hasta sistemas comunitarios de almacenamiento de baterías o incluso vehículos eléctricos que pueden inyectar energía a la red. Los RED forman parte de una tendencia creciente hacia la producción de energía descentralizada, lo que permite a los consumidores convertirse en "prosumidores", es decir, producir y consumir energía simultáneamente.

Características clave de los DER:

• Generación o almacenamiento de energía a pequeña o mediana escala.
• Ubicado cerca de los consumidores de energía, lo que reduce las pérdidas de transmisión.
• Puede funcionar de forma independiente o en coordinación con la red eléctrica.
• Flexible y escalable, apto para aplicaciones residenciales, comerciales o industriales.

Según el Departamento de Energía de EE. UU.,La integración de recursos energéticos distribuidos (RED) puede ayudar a reducir la demanda máxima, mejorar la fiabilidad del sistema y fomentar la adopción de energías renovables.

¿Cómo funciona la energía distribuida?

La energía distribuida funciona colocando la generación, el almacenamiento o las cargas eléctricas flexibles más cerca de los usuarios finales y luego coordinando esos recursos a través de controles, inversores, software y reglas de red.

Un ejemplo sencillo es una casa con paneles solares en el tejado y una batería:

1. Los paneles solares generan electricidad durante el día.
2. La casa utiliza esa electricidad en primer lugar.
3. La generación adicional carga la batería.
4. El excedente de electricidad puede exportarse a la red eléctrica.
5. Por la noche, la batería se descarga para abastecer la vivienda o reducir el consumo de energía de la red eléctrica.

A mayor escala, esta misma lógica se puede aplicar a escuelas, fábricas, hospitales, bloques de apartamentos, flotas de vehículos eléctricos o complejos industriales. Un agregador también puede agrupar varios recursos energéticos distribuidos (RED) y gestionarlos conjuntamente como un recurso virtual. Orden FERC No. 2222 Fue diseñado para facilitar la participación de estas agrupaciones de recursos energéticos distribuidos (RED) en los mercados regionales de electricidad, incluyendo recursos como baterías, paneles solares en tejados, termostatos inteligentes, almacenamiento térmico, vehículos eléctricos y reducciones de la demanda relacionadas con la eficiencia.

El IEA Se señala que los recursos energéticos distribuidos (RED) están transformando los sistemas eléctricos, ya que los consumidores pueden producir y almacenar electricidad, responder a las señales de precios y crear flujos eléctricos bidireccionales, en lugar de solo consumir energía de la red. Solo entre 2019 y 2021, se instalaron 167 GW de energía fotovoltaica distribuida a nivel mundial.

¿Cuáles son algunas de las tecnologías y sistemas DER más comunes utilizados para la generación de energía?

No todos los recursos energéticos distribuidos (RED) generan electricidad, pero muchos sí. Las tecnologías de RED más comunes orientadas a la generación son la energía solar fotovoltaica, las pilas de combustible, los sistemas de cogeneración y las microturbinas.

Sistemas Solares Fotovoltaicos

Sistemas solares fotovoltaicos Son la tecnología de recursos energéticos distribuidos (RED) más utilizada. Los sistemas fotovoltaicos residenciales suelen tener una potencia de entre 5 kW y 20 kW, mientras que los sistemas comerciales pueden superar 1 MW. Los sistemas fotovoltaicos reducen la dependencia de la red eléctrica, disminuyen las facturas de energía y facilitan la integración a la red durante las horas de máxima insolación.

Ejemplo: En California, más del 30% de los hogares residenciales tienen sistemas solares fotovoltaicos en los tejados que contribuyen a la capacidad local de DER (Comisión de Energía de California, 2023).

Celdas de combustible

Las pilas de combustible convierten la energía química de combustibles como el hidrógeno en electricidad mediante un proceso electroquímico. Son limpias, altamente eficientes y pueden funcionar de forma continua mientras se les suministre combustible. Se utilizan habitualmente en aplicaciones comerciales o industriales de recursos energéticos distribuidos (RED) donde la fiabilidad es fundamental.

Cogeneración (Calor y Electricidad Combinados)

Los sistemas de cogeneración producen electricidad y calor útil a partir de una única fuente de combustible, generalmente gas natural. Pueden alcanzar eficiencias energéticas globales del 60 al 80 %, en comparación con el 30 al 50 % de la generación tradicional.

Microturbinas

Las microturbinas son turbinas compactas de alta velocidad que generan electricidad localmente. Son idóneas para instalaciones comerciales e industriales que requieren un suministro eléctrico fiable y pueden integrarse con recursos energéticos distribuidos renovables para formar sistemas híbridos.

¿Qué tecnologías de almacenamiento de energía se utilizan como recursos energéticos distribuidos?

El almacenamiento de energía es una de las categorías de recursos energéticos distribuidos (RED) más importantes porque aporta flexibilidad a casi cualquier otro recurso.

Almacenamiento de la batería

El almacenamiento en baterías es actualmente la forma más reconocida de almacenamiento de energía distribuida. Almacena electricidad cuando el suministro es abundante o los precios son bajos y la libera cuando se necesita. Las baterías se pueden instalar detrás de un contador residencial o comercial, o delante de un contador de distribución local. En ambos casos, el almacenamiento en baterías puede facilitar la integración a la red eléctrica al ajustar la sincronización del suministro de energía, estabilizar la generación solar, reducir la demanda máxima y responder con rapidez a las incidencias de la red.

Ejemplos de almacenamiento de baterías en DER: Avepower, sistemas de almacenamiento de energía residencial son escalables desde ~15 kWh hasta ~260 kWhpermitiendo a los propietarios ampliar la capacidad en función de sus necesidades energéticas.

Avepower 15kWh Batería de almacenamiento vertical para el hogar

• Tipo de Batería: LiFePO4 (Fosfato de hierro y litio)
• Energía del sistema: 15kWh
• Voltaje nominal: 48V sistema de clases
• Ciclo de vida: hasta 8000+ ciclos a la profundidad de descarga recomendada
• Instalación: Armario de suelo vertical para interior.
• Comunicación: CAN / RS485
• Protección: Sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente, cortocircuito.

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Vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos (VE) pueden funcionar como dispositivos de almacenamiento móviles. Mediante la tecnología de vehículo a red (V2G), los VE pueden devolver electricidad a la red o al hogar durante los períodos de máxima demanda, actuando así como recursos energéticos distribuidos.

Calentadores de agua eléctricos

Los calentadores de agua eléctricos son una forma de almacenamiento de energía térmica. Pueden calentar agua cuando los precios de la electricidad son bajos o la generación renovable es abundante y reducir el consumo de energía durante períodos de alta carga de la red. Un informe técnico de 2024 de la Departamento de Energía de EE. UU., Se señala que, en comparación con los calentadores de agua resistivos convencionales, los calentadores de agua con bomba de calor pueden reducir el consumo anual de electricidad para calentar agua en aproximadamente un 60-70%, al tiempo que permiten la gestión de la carga.

¿Cómo funcionan los sistemas DER en conjunto con las redes eléctricas?

Los recursos energéticos distribuidos (RED) se integran con las redes eléctricas mediante inversores inteligentes, sistemas de gestión de energía y tecnologías de comunicación con la red. Sus funciones clave incluyen:

• Soporte de red: Proporciona regulación de voltaje y compensación de potencia reactiva.
• Balanceo de carga: Modificar el uso de la energía para reducir la demanda máxima.
• Operación en la isla: Las microrredes con recursos energéticos distribuidos (RED) pueden desconectarse de la red principal durante los cortes de suministro, lo que garantiza un suministro ininterrumpido.

Esta integración mejora la fiabilidad general de la red eléctrica al tiempo que permite una mayor penetración de las energías renovables.

¿Cuáles son los beneficios de los recursos energéticos distribuidos?

El valor de los recursos energéticos distribuidos va más allá de una sola métrica. Sus beneficios abarcan aspectos económicos, emisiones, resiliencia y planificación de sistemas.

• Los recursos energéticos distribuidos (RED) suministran electricidad cerca del punto de consumo, lo que reduce las pérdidas de transmisión.
• Facilitar una gestión energética más eficiente mediante programas de respuesta a la demanda, en los que las empresas de servicios públicos incentivan a los usuarios a ajustar su consumo y permiten el acceso a sistemas de recursos energéticos distribuidos (RED) para satisfacer la demanda.
• Los consumidores que disponen de recursos energéticos distribuidos (RED) pueden producir electricidad más barata para su propio consumo.
• El exceso de energía se puede devolver a la red local mediante la medición neta, lo que permite obtener créditos en la factura.
• Las empresas de servicios públicos ahorran en costes de infraestructura al integrar recursos energéticos distribuidos en lugar de construir nuevas instalaciones de generación.
• Muchos recursos energéticos distribuidos (RED) se basan en energías renovables o hidrógeno, produciendo muchas menos emisiones que las centrales eléctricas basadas en carbón o petróleo.
• Los recursos energéticos distribuidos (RED) proporcionan energía de respaldo durante condiciones climáticas extremas o desastres naturales, mejorando la resiliencia general de la red eléctrica.

¿Cuáles son los desafíos de los recursos energéticos distribuidos?

Los recursos energéticos distribuidos (RED) son prometedores, pero su implementación no es sencilla. Para escalarlos adecuadamente, es necesario resolver problemas técnicos, financieros y regulatorios.

• La instalación de tecnologías DER, como pilas de combustible o paneles solares, puede costar miles de dólares.
• Los incentivos gubernamentales, como los créditos fiscales y las subvenciones, pueden ayudar a reducir las barreras iniciales para la inversión.
• Las redes eléctricas más antiguas fueron diseñadas para un flujo de energía unidireccional desde las centrales eléctricas hasta los usuarios.
• Los recursos energéticos distribuidos (RED) pueden causar congestión y sobrecargar la red eléctrica debido a los flujos bidireccionales.
• La coordinación entre las partes interesadas (reguladores, empresas de servicios públicos, usuarios) y la adopción de tecnologías de redes inteligentes pueden ayudar a mitigar estos problemas.

Ventajas de la producción de energía distribuida frente a los sistemas centralizados.

La producción de energía distribuida presenta varias ventajas estructurales sobre la generación centralizada. Puede implementarse de forma gradual, más cerca de los puntos de consumo y, a menudo, más rápido que la construcción de grandes centrales y líneas de transmisión. Además, puede reducir algunas pérdidas en la red, mejorar la resiliencia a nivel del cliente y permitir que los usuarios de electricidad se conviertan en participantes activos en lugar de consumidores pasivos.

Característica	Energía distribuida	Energía centralizada
Ubicacion	Cerca del consumo	Lejos del consumo
Eficiencia	Pérdida de transmisión reducida	Mayor pérdida de transmisión
Confiabilidad	Flexible, puede ser una isla	Depende de la red eléctrica central.
Emisiones	A menudo renovable	A menudo se basan en combustibles fósiles.
Costo	Escalable y modular	Alto costo de infraestructura

Conclusión

Al combinar generación, almacenamiento e integración con redes inteligentes, los recursos energéticos distribuidos (RED) permiten sistemas energéticos más eficientes, sostenibles y resilientes. Para hogares y empresas, invertir en RED como energía solar fotovoltaica, almacenamiento en baterías o soluciones energéticas basadas en vehículos eléctricos puede generar importantes ahorros y beneficios ambientales. Para las empresas de servicios públicos, integrar los RED en las operaciones de la red aumenta la flexibilidad y la confiabilidad.

Integración con Avepower Soluciones

Empresas como Avepower Diseñamos y suministramos sistemas inteligentes de almacenamiento de energía preparados para recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) que integran energía solar fotovoltaica, almacenamiento en baterías y gestión energética para maximizar el autoconsumo y el apoyo a la red eléctrica. Avepower, almacenamiento de energía en el hogar y almacenamiento de energía comercial Los productos se basan en fosfato de hierro y litio (LiFePO4) tecnología, que ofrece opciones de capacidad modular (desde un 15 kWh a múltiplos de 260 kWh), diseños de sistemas escalables y un ciclo de vida prolongado para un despliegue fiable de recursos energéticos distribuidos (RED).

Avepower soluciones de almacenamiento de energía Ayudamos a los propietarios a almacenar el excedente de energía solar para su uso nocturno, proporcionamos energía de respaldo confiable durante los cortes de la red eléctrica y modificamos el consumo de energía para reducir los costos de electricidad y, al mismo tiempo, disminuir las emisiones de carbono.

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