Entre los 11 proyectos que conforman la estrategia Energética 2030, uno de los más importantes es el de Supervisión, control y protección de los sistemas eléctricos, enfocado hacía la transición energética con la llegada de nuevas fuentes de generación, como son la energía solar y eólica.

En el 2017, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, por medio de la convocatoria No. 778, denominada Ecosistemas Científicos, buscó contribuir al mejoramiento de la calidad de las instituciones de educación superior participantes, a partir de la conformación de alianzas para crear un banco de programas de investigación, desarrollo e innovación elegibles, con focos estratégicos establecidos, resultados perdurables y sostenibles en el tiempo que impulsen el avance regional y respondan a los retos sociales y productivos del país.

De este proceso se constituye Energética 2030 como la alianza de ocho universidades, tres empresas colombianas, y 11 instituciones internacionales, con más de 272 personas participantes, liderado por la UNAL Medellín, y con un presupuesto de 6 millones de dólares, que serán usados en la transformación del sector energético colombiano, con procesos enfocados en construcción sostenible, biomasa, generación de energía eólica y fotovoltaica, entre otros.

Supervisión, control y protección: por un servicio energético confiable, eficiente y seguro

La mayoría de energía renovable producida en Colombia es a través del agua, pero a futuro se espera el incremento y consolidación de fuentes de energía solares y eólicas, por lo cual es fundamental trabajar desde ya en los mecanismos correctos para que esta integración sea viable y compatible con el sistema eléctrico colombiano.

“Cuando hablamos de supervisión y control es como mirar al director de orquesta de los sistemas eléctricos, cómo vamos a poner a hablar a los que producen energía y los que consumen energía. Ahora estamos pasando a un mundo donde la producción de energía eléctrica viene también de sistemas fotovoltaicos y eólicos, en los cuales el recurso energético es muy variable: depende de las condiciones, nubes y vientos, y eso hace que tengamos que estar haciendo permanentemente balance energético de lo que vamos a consumir y lo que tenemos para generar, pues siempre debe estar equilibrado”, explica Ernesto Pérez González, docente de la Facultad de Minas y director del proyecto de Supervisión, Control y Protección, y subdirector de Fortalecimiento Institucional de la Alianza Energética 2030.

El proyecto comenzó hace tres años, y está enfocado en cómo va a impactar esa penetración de energía eólica y solar en el futuro, cuáles son esos escenarios y cómo interactúan. “Lo que estamos desarrollando son algoritmos y estrategias para que ese sistema opere sin ningún problema, implementando varios ejes que nos permitan llegar a información real y concreta, en compañía de la Universidad Pontificia Bolivariana y la empresa XM, que es el operador del sistema eléctrico colombiano”, asegura Pérez González.

Durante el tiempo de implementación del proyecto de Supervisión, se han creado algoritmos para predecir a muy corto plazo cómo será la generación de energía solar y eólica, y otros más para tener esquemas de supervisión, control y protección de estos sistemas y visualizarlos, además de nuevas metodologías de manejo de plantas solares y eólicas. Todo esto acompañado de estrategias que establecen los cuidados necesarios para garantizar que el sistema nunca se apague.

Dicho trabajo se ha realizado en un laboratorio con datos reales proporcionados por la empresa XM, que permiten que las acciones propuestas en el proyecto puedan tener un alcance real en el sistema eléctrico colombiano. Todo esto gracias a la capacidad instalada de dos laboratorios de simulación en tiempo real de la UNAL Medellín y uno en la empresa XM, interconectados por fibra óptica. “Allí se hace lo que se denomina gemelos digitales, que es intentar representar un sistema físico en un modelo digital que represente con datos concretos cómo se comportaría con la llegada de las nuevas fuentes de energía y los algoritmos ya establecidos”, añade Ernesto Pérez González.

Aunque el proyecto de Supervisión es liderado por la academia, hay participación de todos los actores, con más de 50 personas trabajando en su desarrollo, y con una inversión de 1.5 millones de dólares. Gran parte de la información ha sido transferida a todas las instituciones participantes, teniendo un impacto real, materializándose en acuerdos de operación y en requisitos de conexión de las plantas de generación solar y eólica.

¿Cómo disminuir el consumo de energía desde casa?

• • Intentar sustituir electrodomésticos de más de 15 años, por otros más nuevos.
  • Usar lámparas Led que consumen 3 veces menos que los bombillos ahorradores y 10 veces menos que los incandescentes.
  • Disminuir el uso de carro y moto a base de combustibles fósiles.

¿Cómo se logra una integración de energías?

La energía proveniente del agua se recibe a través de unas máquinas rotativas que, con el movimiento, giran y producen energía eléctrica alterna sinusoidal, es decir, que oscila su polaridad de positivo a negativo a una frecuencia de 60 veces por segundo.

“Sin embargo, las fuentes nuevas que están llegando no tienen esa tecnología, sino una que funciona como pila, lo que llamamos corriente directa, con una sola polaridad. Entonces necesitan unas etapas de conversión que permitan llevarlo al mismo tipo de señal que se produce con las otras máquinas, y así transformar esa energía en luz, información, calor, movimiento, haciendo un correcto balance de la demanda con la producción de energía”, asegura Pérez González.

Es importante recalcar que la transformación va desde las máquinas, los controles, los procesos de planeación, hasta la capacitación de las personas para que entiendan cómo funciona el sistema eléctrico y lo puedan operar correctamente, además de implementar una estrategia conjunta de todo el sector que facilite este cambio paulatinamente.

Aunque Energética 2030 tiene proyectos con un alto impacto y alcance social, ambiental y académico, la transformación del paradigma de una transición energética consciente debe trascender en el tiempo, como lo asegura el docente Pérez González, que también recalca la importancia de la Universidad en este cambio:

“La Universidad, como actor investigativo, debe estar involucrada en todas estas áreas, pues necesitamos desarrollar conocimiento, tecnología que nos permita avanzar más. Nuestro país requiere de su sistema eléctrico, que ahora trae grandes retos, pues la electricidad se está volviendo uno de los sectores más críticos, ya que todo depende de ella: el agua, las comunicaciones, la salud, y por tal motivo es un sistema estratégico, el cual deberíamos trabajar muy fuerte para desarrollar eficazmente”, concluye Ernesto Pérez González. 

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(FIN/Unimedios Medellín)

*Este artículo fue publicado en noviembre de 2022, en la primera edición de la Revista Misión Ciencia.
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