Ing. Reynaldo Villanueva Ure
MODULO N° 1 EL SECTOR ELECTRICO EN EL PERÚ
ENERGÍA
Energía es la capacidad de un cuerpo o un sistema para producir un trabajo
La energía es una propiedad de todo cuerpo o sistema material, en virtud de la cual éste puede transformarse modi mo difi fica cand ndo o su es esta tado do o po posi sici ción ón , así como actuar sobre otros originando en ellos procesos de transformación. Propie Pro piedad dades es bási básicas cas:: La energía total de un sistema aislado se conserva. conserva . Por tanto en el Universo no puede existir creación o desaparición de energía. La energía puede transmitirse (transferirse) de unos cuerpos, o sistemas materiales, a otros. otros . La La ene nerg rgía ía pu pued edee tr tran ansf sfor orm mar arse se de una nass fo form rma as a otras
La ENERGÍA permite generar calor y trabajo a través de transformaciones apropiadas. Es uno de los elementos más importantes para satisfacer las necesidades básicas y humanas. Su utilización va desde la cocción de alimentos hasta el procesamiento de insumos industriales.
La principal fuente de energía que disponemos es la radiación que recibimos en forma de LUZ y CALOR, se denomina comúnmente “ENERGIA SOLAR” siendo ésta además de la formación de:
Las energías fósiles como el petróleo, el carbón y el gas. La energía obtenida a partir del movimiento del agua y los vientos. La energía para vivir que obtenemos de los alimentos.
Al conocerse la relación entre masa y energía (E=mc²), que permite que “un gramo de materia pueda producir energía equivalente de la combustión de 1,850 toneladas de gasolina”, fue fácil expresar la energía que contienen la “luz y el calor” radiadas por el sol.
= = 1 3 × 108 /
= 10− 3 × 108 / = 10− × 9 × 1 0 . = 9 × 10 . = × =
9 × 10
1 = .
ℎ 3.6 × 10
1 9.6 ℎ
0.71 1
1 1000
= “Un gramo de materia produce una energía equivalente a 1,850 toneladas de gasolina”
La fusión de dos átomos de hidrógeno en un átomo de helio, produce en el sol “un sobrante de masa que se convierte en energía”; este proceso que lleva como 5,000 millones de años, tiene para otros 10,000 millones más.
El resultado produce una radiación permanente de “ondas electromagnéticas” en diversas frecuencias, entre las cuales están la LUZ y CALOR. En la tierra recibimos una pequeña parte (dos millonésima) de esta radiación, pero aun así es suficiente para alimentar a todos los procesos que se llevan a cabo en nuestro planeta.
En la utilización de la energía se conforma la siguiente estructura: Energía Primaria, Transformación, Energía Secundaria, Consumo Final. Energía Primaria se denomina así a las distintas formas de energía tal como son provistas por la naturaleza, ya sea en forma directa como la Hidroenergía o después de atravesar procesos de extracción mineras.
LAS ENERGÍAS PRIMARIAS: más conocidas son: petróleo crudo, gas natural, carbón mineral, leña, residuos animales, combustibles nucleares, la hidroenergía, el aire y el sol. TRANSFORMACIÓN: son centros en los cuales se desarrollan procesos determinados a modificar las propiedades o naturaleza original de las energías primarias y/o secundarias. Los procesos de transformación mas conocidos son: carboneras, coquearías, plantas de tratamiento o refinerías, centrales eléctricas, etc.
CONSUMO FINAL: son los lugares en los cuales los flujos energéticos son utilizados. Así podría citarse que las áreas residenciales requieren consumir energía eléctrica, gas, carbón, etc.; el sector transporte requiere de gasolina , petróleo, diesel, energía eléctrica, etc. Como puede apreciarse, la mayor parte de energía primaria existente tiene que previamente transformarse para su uso por los diversos sectores de consumo.
POR EL NIVEL DE SUS RESERVAS Fuentes renovables: son aquellas que su flujo es permanente y su duración es infinita, o sea que se renuevan continuamente. Provienen básicamente de la energía solar y proporcionaban el 100% de la energía utilizada por el ser humano antes de la revolución industrial.
Entre estas tenemos: el sol (energía calorífica), la leña (energía química), los alimentos (energía muscular), el viento y el agua (energía mecánica). Fuentes semirenovables: son aquellas que según se utilicen pueden ser o no renovables; así, una laguna puede convertirse en una fuente no renovable si para producir energía se utiliza una cantidad de agua superior a la que recibe (Aricota).
Fuentes no renovables: son aquellas cuyas reservas están limitadas o su proceso de renovación es extremadamente lento. Ejemplo: el carbón y los hidrocarburos que son combustibles fósiles (o, expresado de otra manera, energía solar almacenada, que comenzaron a ser explotados hace cerca de 300 y 100 años respectivamente), los minerales radioactivos que son combustibles fósiles, el Gas Natural.
RENOVABLES
Agua almacenada en los pantanos (energía hidráulica) El Sol (energía solar)
El viento (energía eólica)
La biomasa
Las mareas (energía mareomotriz) Las olas Geotérmica
NO RENOVABLES
Combustibles fósiles: Carbón, Petróleo, Gas natural Uranio (energía nuclear de fisión)
Fuentes convencionales: Petróleo, Carbón, Hidroenergía, Minerales Radioactivo, Gas Natural. Fuentes no convencionales: El Sol, El Viento, La Biomasa, La Geotermia.
Máquinas + Energía (combustibles fósiles, electricidad, etc.) = TRABAJO (mecánico) + EMISIONES (CO2, SO2 , NOx, PTS, Calor). Personas + Energía (Alimentos) = TRABAJO (físico y/o intelectual) + EMISIONES (Vapor de Agua, Calor)
En este sentido, la principal diferencia entre los humanos y las máquinas consiste en que los alimentos que requerimos se renuevan cada temporada, mientras que los combustibles que requieren las máquinas no se renuevan sino que existe en cantidades limitadas.
CIENTÍFICOS : FUENTE . ALMACENAMIENTO. TRANSPORTE. CONVERSIÓN.
ECONÓMICOS : PRECIOS. IMPUESTOS. PROYECCIONES EN EL FUTURO.
POLÍTICOS : INDEPENDIZACIÓN ENERGÉTICA. ACEPTACIÓN DEL PROBLEMA. AMBIENTALES : CONTAMINACIÓN LOCAL, GLOBAL. TRATAMIENTO DE DESECHOS.
SOCIALES : DESARROLLO, OPORTUNIDADES.
Tradicionalmente, la humanidad utilizaba formas mecánicas de energía para generar formas útiles de trabajo: ruedas de molino, arados, yunque y martillo, etc. En épocas modernas se utilizan sistemas convertidores de energía que utilizan componentes intermedios. El VAPOR es uno de ellos. Esto es un acarreador de energía pura que posee entalpía o puede llevarse del sitio de generación (caldero) al sitio de uso (turbina mecánica)
Es una forma intermedia (derivada) de energía. Su generación se basa en algunas fuentes de energía (térmica, hidráulica, etc.) aplicada a un sistema convertidor de energía, que produce electricidad. La electricidad puede entonces acarrearse a distancia uniendo el punto de uso final con el punto de generación.
CENTRAL ELÉCTRICA: estación de Instalación cuyo fin es generar energía eléctrica por conversión de alguna otra forma de energía (por generación ejemplo, química, nuclear, solar, mecánica o hidráulica) por medio de aparatos apropiados y que incluye obras de ingeniería civil, equipos de conversión de energía y todos los equipos auxiliares necesarios. No se incluyen las estaciones que producen potencia para uso exclusivo de sistemas de comunicaciones. GRUPO GENERADOR :Grupo de máquinas rotativas que transforman la energía mecánica o térmica en energía eléctrica.
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA
1. GENERALIDADES 1. LA ELECTRICIDAD Y SU ORIGEN COMO SERVICIO
1.
La Electricidad y sus Ventajas
2.
Historia en el Mundo
3.
Historia en el Perú
4.
Características del Sistema Eléctrico y Datos
5.
La Rueda del Sector
¿Qué es la energía? Nivel de capacidad que tiene un cuerpo en un determinado instante para realizar un trabajo. La energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. ¿Qué es la electricidad? Forma de energía secundaria ¿Ventajas de la electricidad? Fácil control, no contamina. Conversión directa a otras tecnologías energéticas.
Historia de la Electricidad 1882: Tomás
Alva Edison desarrolló e instaló la primera gran central eléctrica del mundo en Nueva York, que generaba Corriente Continua (CC). Pearl Street Station 30 KW, 220/110 V 1890: Westinghouse – Tesla, instalación de la primera central hidroeléctrica en Ophir‐Colorado que generaba Corriente Alterna (CA) constituyendo el primer sistema comercial de CA. Ventajas menos pérdidas de energía, implementación más económica, motores de CA más simples y baratos. 1900 ‐ 1990: Servicio y Monopolio 1990 a la fecha: Electricidad como mercancía y mercados.
SITUACIÓN ANTES DEL SERVICIO ELÉCTRICO En 1855 el alumbrado a gas de las calles de Lima, reemplazó al alumbrado con candiles velas y faroles y rápidamente fueron instaladas más de dos mil lámparas de alumbrado público y más de cinco mil en casas particulares. En forma paralela las industrias manufactureras que a fines del siglo pasado usaban plantas de vapor para sus procesos industriales , principalmente fábricas textiles. INICIOS DEL SERVICIO ELÉCTRICO En 1886, se inaugura el primer alumbrado eléctrico público en Lima. La industria manufacturera instaló los primeros generadores eléctricos para mover sus maquinarias, y de allí surgió la posibilidad de atender adicionalmente el servicio de alumbrado de las ciudades. DESARROLLO DEL SERVICIO ELÉCTRICO
Las empresas ven un mercado en la prestación de un servicio eléctrico y se instalan plantas de generación con el propósito exclusivo de vender electricidad. En varias ciudades del país, surgen empresarios que instalen plantas de generación y firman contratos con autoridades locales para el servicio de alumbrado público y doméstico.
Características de la Electricidad • Producto no almacenable. • La electricidad toma el camino de menor resistencia. • La transmisión en una red está sujeto a una serie compleja
de interacción física. • La electricidad viaja a la velocidad de la luz. • Rol esencial en la vida económica. • Demanda variable. • Alternativas de generación. • Economía de escala en la inversión.
2.CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD 1. PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
1. Descripción del sistema 2. La Generación 3. La Transformación de la Energía Eléctrica 4. La Transmisión 5. La Distribución y el Consumo
CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD
Producción
Transporte
Consumo
CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD 2.1.1 Descripción del sistema
CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD
Centrales hidroeléctricas En estas centrales se utiliza la fuerza que trae consigo el caudal de un río o la presión por desnivel, que va desde un embalse hasta la planta generadora. Así en las centrales hidroeléctricas, la fuerza mecánica del agua acciona una turbina que a su vez mueve el rotor del generador que produce la electricidad. Centrales termoeléctricas En estas plantas el elemento motriz es el vapor generado en una caldera, por el calor producido por la combustión de petróleo, gas o carbón. Este vapor a presión actúa sobre una turbina acoplada a un generador.
Transformación de la Tensión La potencia eléctrica producida por la central se genera a ciertos niveles de voltaje que varían entre los 6300 y 13800 voltios. Este nivel de tensión es relativamente bajo y requiere ser elevado, ya que cuando menor es la tensión, mayor es la intensidad. Entonces se necesitaran conductores de gran sección (mas gruesos) que pudieran llevar esta altas intensidad, lo que representaría enormes costos.
Una vez que se ha obtenido la tensión adecuada y la intensidad se ha reducido, la electricidad se transporta al mercado consumidor por medio de líneas de alta tensión. Los principales componentes de una línea son las estructuras o torres de las cuales penden aisladores que soportan los conductores. Antes que la electricidad llegue a los usuarios, debe producirse una nueva transformación, ya que no es económico distribuir la energía eléctrica a tan altas tensiones.
Desde las subestaciones parten las líneas de media tensión. Estas líneas pueden ser aéreas, subterráneas o una combinación de ambas. En nuestro país la “distribución primaria” se efectúa a una tensión de 10 kV. Posteriormente viene la última fase de transformación, donde la media tensión se reduce a 380 y 220 voltios (baja tensión). Esta “distribución secundaria” se efectúa por medio de transformadores de distribución que se instalan en postes, en cámaras subterráneas o en recintos cerrados.
2.TERMINOLOGÍA USADA EN EL MANEJO DE LA ELECTRICIDAD 1. Similitud Agua y Electricidad 2. Parámetros Eléctricos 3. Potencia y Energía 4. Unidades de Medición
CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD
2.2.1 Similitud Agua y Electricidad
Intensidad de corriente (I) Es el flujo de electrones de un circuito forzado por la tensión. Se mide en amperios (A). Tensión, voltaje (V) Es el potencial eléctrico o fuerza que hace fluir la corriente de electrones a través de un circuito. Su unidad es el voltio (V). Frecuencia(f) Solo en corriente alterna es el número de ciclos completos de la alternancia de la corrietne por unidad de tiempo. Su unidad es el hertz(Hz) que es igual a 1 ciclo por segundo. Impedancia(Z) Es la oposición al flujo de corriente cuando se aplica tensión alterna a un circuito, su unidad es el ohmio( ). Corriente continua (DC) Corriente eléctrica que fluye en una sola dirección, convencionalmente de nivel positivo (+) a nivel negativo (-). Corriente alterna (AC) Co rr iente el éctr ica que var ia r epetidament e des de cer o hasta un máx imo valo r positi vo, decae a cero, pasa por un valor máximo negativo y luego regresa a cero periodicamente.
CADENA PRODUCTIVA DE LA ELECTRICIDAD 2.2.2 Parámetros Eléctricos Tubería de riego
Circuito eléctrico
Unidad
Símbolo
Caudal de agua (cantidad de agua que sale de la tub ería en 1segundo)
Corriente (I)
Ampere
A
Presión
Tensión (E)
Voltio
V
La resistencia de la tubería al paso del agua
La impedancia (Z) o reactancia(X)
Ohmio
Ω
La potencia del chorro de agua
Potencia(P)
Vatio
W
La cantidad de agua bombeada en una hora
(tensión x corriente)
La energía (E) (potencia x hora)
Vatio hora
Wh (TWh) (T = Tera = 1012)
Potencia: Es el poder o la capacidad de realizar una acción.
Potencia Aparente (S): Es la potencia que se define como el producto de la tensión (V) y la corriente (I) que actúa sobre un circuito. Esta potencia es la resultante de la Potencia Activa más la Potencia Reactiva, tiene unidades usuales de KVA.
Potencia Activa o real (P) Se define como la velocidad de la realización de trabajo. Su unidad es el WATT (W) y por comodidad de magnitud el KILOWATT (kW)
cos
Potencia reactiva (Q) La parte de corriente que no está en fase con la tensión y que se manifiesta como corrietne magnetizante de los motores de inducción o asincrono, transformadores, balastros, condensadores y otros, pasa a multiplicarse por la tensión.
P V I
Energía: La energía es el producto de la potencia por el tiempo durante el cual esta potencia es utilizada.
Factor de potencia (cosᵩ)
Es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente.
S Q
ᵩ P
2.2.4 Unidades de Medición Voltio (V)
Unidad de tensión y de diferencia de potencial KV = kilovoltio (mil voltios)
Watio (W)
Unidad para la medida de potencia eléctrica KW = kilovatio (mil vatios) MW = megavatio (millón de vatios)
Watio‐hora
Unidad practica para la medición de la energía eléctrica KWh = kilovatiohora (mil vatios hora) MWh = megavatiohora (millón de vatios hora)
FUENTES DE PRODUCCIÓN
Fuente Motriz – Generador Eléctrico
FUENTES DE PRODUCCIÓN
• • •
Costo de inversión Costo de combustible Interés bancario y depreciación
• Eficiencia
Tipo de combustible • Tamaños disponibles • Naturaleza de la carga • Periodo de construcción •
• Sitio
Disponibilidad del combustible • Sitio
Exigencias del agua de refrigeración Espacio disponible y requerido Impactos ambientales
Costo de la transmisión de la energía al usuario Costo del transporte del combustible
LA OPERACIÓN Y LOS COSTOS CV Y CVNC
CENTRAL TERMICA: QUEDA DEFINIDA POR POTENCIA ADEMAS IMPORTA:
‐ COSTO VARIABLE ‐ DISPONIBILIDAD
CENTRAL HIDRO: PARA DEFINIRLA SE NECESITA POR LO MENOS: ‐ POTENCIA ‐ ENERGIA ‐ VOLUMEN DE REGULACION ADEMAS IMPORTA: ‐ REPARTICION ESTACIONAL DE LA ENERGIA. ‐ DISTRIBUCION PROBABILIDADES DE CAUDAL AFLUENTE. ‐ CORRELACION AFLUENTE CON LOS DE OTRAS CENTRALES.
CARACTERÍSTICAS:
Desintegración Vertical
•
•
•
•
Libre acceso al mercado Sistema marginalista y Desintegración Vertical Libertad de precios y niveles de competencia Clientes libres / regulados Propicia la interconexión de los sistemas eléctricos En lo posible, administración privada de los sistemas eléctricos.
Interrelaciones en el sector eléctrico
Características de los Agentes del sector eléctrico
Modelo del Mercado
Mercado Libre y Regulado
Libre • Mayores de 2500 kW
Regulado • Menores de 200 kW
Mercado de Corto Plazo entre Generadores
Marco Competitivo del Negocio Eléctrico
f c = 60% 1000 800
600 400 200
Pmáx
DIAGRAMA DE CARGA El costo de la energía es mayor Hora Punta
Potencia (MW) f c = 80% 1000
Pmáx
800 600 400
200
Tiempo (H)
DESPACHO HORARIO
TG 12000
10000
HIDRAULICA PUNTA
8000
CC + TV 6000
4000
HIDRAULICA BASE
2000
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Es la representación gráfica de cómo varía la demanda o carga eléctrica en el transcurso del tiempo. El intervalo de tiempo elegido para realizar el análisis, puede ser diario, semanal, mensual, anual. La carga no es constante en el período analizado.
SEGÚN EL SERVICIO QUE BRINDAN: • Centrales de Base Su función es suministrar energía eléctrica en forma permanente; suele estar en marcha durante largos períodos de tiempo y no debe sufrir interrupciones de instalación. Generalmente se trata de centrales hidráulicas. •
Centrales de Media Base Son las centrales que suministran energía cuando la demanda supera a la entregada por las centrales de base.
•
Centrales de Punta Tienen como principal función cubrir la demanda de energía eléctrica cuando existen picos de consumo. Trabajan en espacios cortos de tiempo durante determinadas horas, su funcionamiento es periódico. Son de alta potencia.
DIAGRAMA DE CARGA
El factor de planta es una indicación de la utilización de la capacidad de la planta en el tiempo. Es el resultado de dividir la potencia media (P m) generada por la planta, en un periodo de tiempo dado, entre la potencia instalada (Pint) de la central.
fp = (oferta)
Para abastecer la demanda, es necesari o: f c
> f p
Es el tiempo que se obtiene de la relación entre la energía generada(E) en un periodo y la potencia máxima (P máx) presentada en ese mismo periodo de tiempo.
trop =
á
El factor de utilización es la relación entre la potencia instalada (P int) de un grupo y su potencia efectiva.
Pefc = Pint – PSSAA Para una CT la potencia de SSAA es parte significativa de la potencia instalada, lo cual no sucede en una CH.
f u =
á
Ejercicio: Una pequeña C. H. aislada de Potencia Instalada=3000 KW produce al año 5256MWH; la máxima potencia registrada en la planta fue de 2400kW. Calcule El f c, f p y el t rop. Pm =
55 8
Pm = 600kW Pmáx =2400kW Pins = 3000MW f c =
= 4
25%
f p =
=
20% ; f c > f p
trop =
55 = 4
2190hrs
= 8
25 %
Ejercicio: Una central eléctrica de 90 MW de potencia instalada trabaja en forma aislada alimentando una localidad que tiene un consumo diario de 1344 MWh con una potencia máxima de 80 MW. Calcule El f c, f p y el trop . Pm =
44 4
Pm = 56MW
Pmáx =80MW Pins = 90MW f c =
5 = 8
70%
f p =
5 =
62.2% ; f c > f p
trop =
44 = 8
16.8hrs
.8 = 70 % 4
Ejercicio:
Una C. H. tiene una Potencia instalada de 260KW con una Potencia máxima de 265.3kW y tiene un consumo anual de 569400kWh. Calcule El f c, f p y el trop . Pm =
54 8
Pm = 65kW Pmáx =265.3kW
Pinst = 260kW 5 f c = = 5.
f p =
5 =
trop =
24.5%
25% ; f c > f p
54 = 5.
2146.25hrs
4.5 = 24.5 % 8
X (años)
1
2
3
4
5
6
7
Y(KW)
609
618
627
637
646
657
666
Suponga que se tenga una muestra de tamaño “n” , de pares de valores ( x i ,y i). Un diagrama de dichos puntos en un gráfico X −Y , puede mostrar (o no) alguna tendencia o agrupación cercana de alguna curva continua. Supongamos que es aparente que los puntos se aproximan a cierta curva. El problema es encontrar la ecuación de la curva, tal que la suma de los cuadrados de las diferencias en Y’ que se producen sea “mínima”.
Es el resultado de sumar el cuadrado de todas las distancias de los valores Yi al modelo ideal Y’ ; el objetivo es encontrar la función que minimiza el error cuadrático definido por:
Despejando…
Xi
Yi
XiYi
Xi2
1 2 3 4 5 6 7
609 618 627 637 646 657 666 ∑Yi 4460
609 1236 1881 2548 3230 3942 4662
1 4 9 16 25 36 49
∑XiYi
∑Xi 2
18108
140
∑Xi
28
Los valores de Y’ se calculara a partir de la función Y = a + bX, como ya conocemos los valores de «a» y «b» resulta Y = 9.514X+ 598.86.
Xi
Yi
XiYi
Xi2
Y'
ei=Yi-Y'
ei2
1 2 3 4 5 6 7
609 618 627 637 646 657 666 ∑Yi 4460
609 1236 1881 2548 3230 3942 4662
1 4 9 16 25 36 49
608.42857 618.00000 627.57143 637.14286 646.71429 656.28571 665.85714
0.57143 0.00000 -0.57143 -0.14286 -0.71429 0.71429 0.14286
0.3265306 0.0000000 0.3265306 0.0204082 0.5102041 0.5102041 0.0204082
∑XiYi
∑Xi 2
∑Y'
∑ei
∑ei2
18108
140
4460
0.00000
1.7142857
∑Xi
28
MODELO 1 670 660 650 640
y Lineal (y)
630 620 610 600 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Xi
Yi
XiYi
Xi2
Xi2Yi
Xi3
Xi4
1 2 3 4 5 6 7
609 618 627 637 646 657 666
609 1236 1881 2548 3230 3942 4662
1 4 9 16 25 36 49
1 8 27 64 125 216 343
1 16 81 256 625 1296 2401
∑Xi
∑Yi
∑XiYi
∑Xi2
∑Xi3
∑Xi4
28
4460
18108
140
609 2472 5643 10192 16150 23652 32634 ∑Xi2Yi 91352
784
4676
Los valores de Y’ se calculara a partir de la función Y = a + bX + cX2, como ya conocemos los valores de «a», «b» y «c» resulta Y = 0.0952 X2 + 8.8095X + 600.
Xi
Yi
XiYi
Xi2
Xi2Yi
Xi3
Xi4
Y'
ei=Yi-Y'
ei2
1
609
609
1
609
1
1
608.904762
0.09523810
0.0090703
2
618
1236
4
2472
8
16
618.000000
0.00000000
0.0000000
3
627
1881
9
5643
27
81
627.285714
-0.28571429
0.0816327
4
637
2548
16
10192
64
256
636.761905
0.23809524
0.0566893
5
646
3230
25
16150
125
625
646.428571
-0.42857143
0.1836735
6
657
3942
36
23652
216
1296
656.285714
0.71428571
0.5102041
7
666
4662
49
32634
343
2401
666.333333
-0.33333333
0.1111111
∑Xi
∑Yi
∑XiYi
∑Xi2
∑Xi2Yi
∑Xi3
∑Xi4
∑Y'
∑ei
∑ei2
18108
140
91352
784
4676
28 4460
4460.00000000 5.27507E-11 0.952380952
MODELO 2 670 660 650 640 y Polinómica (y)
630 620 610 600 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Xi 1 2 3 4 5 6 7
Yi 609 618 627 637 646 657 666
LnYi 6.411818268 6.426488457 6.440946541 6.456769656 6.470799504 6.487684018 6.501289671
XiLnYi
Xi2
6.411818268 12.85297691 19.32283962 25.82707862 32.35399752 38.92610411 45.50902769
1 4 9 16 25 36 49
∑Xi
∑Yi
∑LnYi
∑XiLnYi
∑Xi 2
28
4460
45.19579611
181.2038428
140
b= 1.0151369
a= 599.71125
Los valores de Y’ se calculara a partir de la función Y = abx, como ya conocemos los valores de «a», «b» y «c» resulta Y = 599.71 x1.0151369x
LnYi
XiLnYi
Xi2
Y'
ei=Yi-Y'
ei2
Xi
Yi
1
609
6.411818268 6.411818268
1
608.78901
0.21099
0.0445155
2
618
6.426488457 12.85297691
4
618.00420 -0.00420
0.0000177
3
627
6.440946541 19.32283962
9
627.35888 -0.35888
0.1287979
4
637
6.456769656 25.82707862
16
636.85517
0.14483
0.0209769
5
646
6.470799504 32.35399752
25
646.49519 -0.49519
0.2452149
6
657
6.487684018 38.92610411
36
656.28114
0.71886
0.5167625
7
666
6.501289671 45.50902769
49
666.21521 -0.21521
0.0463168
∑Xi
∑Yi
28
4460
∑LnYi
∑XiLnYi
45.19579611 181.2038428
∑Xi 2
∑Y'
∑ei
∑ei2
140
4459.999
0.00119
1.0026023
MODELO 3 670 660 650 640
y Exponencial (y)
630 620 610 600 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Xi
Yi
LnYi
XiLnYi
LnXi
XiLnXi
1 2 3 4 5 6 7
609 618 627 637 646 657 666
6.411818268 6.426488457 6.440946541 6.456769656 6.470799504 6.487684018 6.501289671
∑Xi
∑Yi
∑LnYi
6.411818268 12.85297691 19.32283962 25.82707862 32.35399752 38.92610411 45.50902769 ∑XiLnYi
0 0.693147 1.098612 1.386294 1.609438 1.791759 1.94591 ∑LnXi
0 1.386294 3.295837 5.545177 8.04719 10.75056 13.62137 ∑XiLnXi
28
4460
45.19579611
181.2038428
8.525161
42.64643
Los valores de Y’ se calculara a partir de la función Y = aX b, como ya conocemos los valores de «a», «b» y «c» resulta Y = 599.7983 X0.0492239 Xi
Yi
LnYi
XiLnYi
LnXi
XiLnXi
Y'
ei=Yi-Y'
ei 2
1 2 3 4 5 6 7
609 618 627 637 646 657 666
6.411818268 6.426488457 6.440946541 6.456769656 6.470799504 6.487684018 6.501289671 ∑LnYi
0 1.386294 3.295837 5.545177 8.04719 10.75056 13.62137 ∑XiLnXi
9.20181 -2.61616 -6.12726 -5.15669 -3.24904 1.89797 5.90820 ∑ei
84.6732471 6.8443053 37.5433304 26.5914257 10.5562702 3.6023082 34.9068411
∑Yi
0 0.693147 1.098612 1.386294 1.609438 1.791759 1.94591 ∑LnXi
599.79819 620.61616 633.12726 642.15669 649.24904 655.10203 660.09180
∑Xi
6.411818268 12.85297691 19.32283962 25.82707862 32.35399752 38.92610411 45.50902769 ∑XiLnYi
28
4460
-0.14117
204.7177281
∑Y'
45.19579611 181.2038428 8.525161 42.64643 4460.141
∑ei2
MODELO 4 670 660 650 640 y Potencial (y)
630 620 610 600 590 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Modelo
Error
Lineal
1.71
Cuadrático
0.95
Exponencial
1.00
Potencial
204.71
Quedando para este caso como modelo que mejor se ajusta a los datos el Modelo Cuadrático:
CLASIFICACIÓN DE CENTRALES RANGO DE POTENCIA Pico-hidro: menos de 1 kW Micro-hidro: de 1 a 100 kW Mini-hidro: de 100 a 1000 kW Pequeña central: de 1 a 5 MW Fuente: PNUD-GEF-BUN-CA
DISTRIBUCIÓN DE COSTOS
ITEM Obras civiles Equipo electromecánico Infraestructura Costos indirectos Fuente: PNUD-GEF-BUN-CA
% DEL COSTO 15-40 30-60 10-15 10-15
COSTOS COST OS DE INVERSIÓN TIPO DE PROYECTO Nano turbinas (menos de 1 kW) Micro-hidros (1-100 kW) Mini-hidros (100-1000 kW) Pequeñas centrales (1-5 MW) Fuente: PNUD-GEF PNUD-GEF-BUN-CA -BUN-CA
COSTOS DE INVERSIÓN IÓN (US (US$/kW /kW) 3000 – 5000 3000 – 5000 1500 - 2000
COSTO COST O DE GENERACIÓN (60 kW) - ITDG 1 2 3 4 5 6 7 8
COSTO DE CAPITAL Plane amie nto/Dise ño Admini inistración ión y fina inanzas Tube ría de pre si ón Otras obras ci vi l e s Equipo el e ctrome cánico Distrib istribuc ución ión de la electr electric icida idad d Instrume ntación Conti nge ncias TOTAL
US$ 4000 2000 37000 35000 36000 12000 3000 10000 139000
COST COSTOS OS DE OPER OPERAC ACIÓ IÓN N US$/ US$/año 1 Costos anuales les fijo ijos (O& (O&M) 2000 2 Costos vari abl es 1000 3 Conti nge ncias 1000 TOTAL 4000 COST COSTO O DE CAPIT CAPITAL AL (US$/ (US$/añ año) o) 2800 28000 0 COSTO COSTO ANUAL TOTAL OTAL (US$/año) (US$/año) 3200 32000 0
ESTRUCT ESTR UCTURA URA DE COS COSTTOS
14
15
CUR CU RVA DE DU DURA RACI CIÓN ÓN DE FL FLUJ UJO O
21
CURVA DE DURACIÓN DE DEMANDA 4,000
!'~
aoeo 2,500
~
_J
2,000
1 "000
~ºº o
,
20
3
40
22 .50
70
80
90
100
CURVAS DE EFICIENCIA
23
INTRODUCCIÓN ¿NOS HEMOS PREGUNTADO ACERCA DE TODOS LOS PROCESOS QUE INTERVIENEN EN EL “VIAJE” DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA?
INTRODUCCIÓN
BALANCE CONTINUO ENTRE GENERACIÓN Y CARGA
I.
COSTO MARGINAL Definición
Es el costo en que se incurre para producir una unidad adicional de energía (1 MW), o alternativamente el ahorro obtenido al dejar de producir una unidad, considerando la demanda y el parque de generación disponible.
I.
COSTO MARGINAL
Modelos de despacho en mercados eléctricos
1. Modelo de despacho uninodal i.
Despacho uninodal sin límites de generación.
ii.
Despacho uninodal con límites de generación.
iii. Despacho uninodal considerando pérdidas óhmicas. 2. Modelo de despacho multinodal 3. Costos marginales negativos
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación (Ejemplo)
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación
Método de los Multiplicadores de Lagrange
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación
Cálculo del costo marginal
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación
Cálculo del costo marginal
En :
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación
Cálculo del costo marginal
I.
COSTO MARGINAL
Despacho uninodal sin límites de generación
I.
COSTO MARGINAL
Líneas que operan a su máxima capacidad de transmisión
I.
COSTO MARGINAL
Método de cálculo según PR-07 COES
i.
Se utiliza la información de energía de generación recibida de las empresas integrantes del COES. ii. Se realiza un ordenamiento de menos a mayor costo de las centrales, en base a su costo variable. iii. La central marginal por cada periodo, es aquella cuyo costo variable es el mayor en dicho periodo. El costo marginal de corto plazo es igual al costo variable de la central que es marginal en el sistema. iv. Centrales RER y de Cogeneración no serán partícipes en la determinación del costo marginal.
I.
COSTO MARGINAL
Centrales de base y punta i.
Centrales de base: Están destinadas a suministrar la mayor parte de la energía eléctrica, de forma continua. Estas centrales llamadas también centrales principales, son de gran potencia y utilizan generalmente como maquinas motrices las turbinas de vapor, turbinas de gas y turbinas hidráulicas.
ii. Centrales de punta: Exclusivamente proyectadas para cubrir las demandas de energía eléctrica en las horas – punta; en dichas horas – punta, se ponen en marcha y trabajan en paralelo con la central principal.
I.
COSTO MARGINAL
Centrales de base, media punta y punta Centrales de Base
Centrales de Media Punta
Centrales de Punta
•C.H. Mantaro
•C.H. Yuncán
•C.H. Charcani V
•C.H. Chaglla
•C.T. San Nicolas
•C.H. Huampaní
•C.H. Matucana
•C.T. Santa Rosa TG5
•C.H. Machupicchu
•C.H. Cerro del Águila
•C.T. Santa Rosa TG6
•C.T. Independencia
•C.T. Chilina
•C.T. Santo Domingo de
•C.T. Pisco
•C.T. Puerto Bravo
Olleros (Termochilca)
•C.T. Santa Rosa TG8
•C.H. Restitución •C.H. Moyopampa
•C.T. Fénix •C.T. Chilca
•C.T. Ilo 2 •C.T. Kallpa •C.T. Malacas
II. POTENCIA FIRME Definición Es la potencia máxima que podría generar una unidad de generación con un alto nivel de seguridad (dependiendo si es hidroeléctrico o térmico). Este valor es calculado de manera mensual, es la potencia efectiva afecta de una probabilidad de indisponibilidades de generación y es el valor bajo al cual se remunera la potencia del parque generador del sistema
II. POTENCIA FIRME Diferencia entre potencia Firme, Instalada y Efectiva
Potencia instalada: Es la suma de potencias nominales de las unidades de generación del Sistema Eléctrico. Este valor es considerado para el análisis de la evolución del parque generador.
II. POTENCIA FIRME Diferencia entre potencia Firme, Instalada y Efectiva
Potencia efectiva: Es el rendimiento real al que operan las centrales. Esto se basa en pruebas de potencia efectiva realizado a ciertos estándares donde se le exige la máquina a su máxima potencia.
II. POTENCIA FIRME ¿Por qué se opera con potencia efectiva y se remunera con potencia firme? •Porque una parte es operativa y la
otra es comercial. •Para efectos de operación se requiere la potencia máxima real de la máquina. •Para cuestiones de remuneración se considera las indisponibilidades mas un margen de reserva, es decir, un pago por un parque generador seguro y eficiente.
II.
POTENCIA FIRME
Pago por potencia y Energía •Para cuestiones de remuneración por potencia se
considera las indisponibilidades mas un margen de reserva, es decir, un pago por un parque generador seguro y eficiente. El pago por potencia se realiza a todas aquellas centrales pertenecientes a COES, menos aquellas centrales RER y Cogeneración. •Por consiguiente el pago por energía se realiza a todas aquellas centrales que operan y despachan en el SEIN.
II.
POTENCIA FIRME
Pago por potencia y Energía Pago por Potencia y Energía
Pago por Energía
•C.H. Mantaro
•P.E. Talara
•C.H. Restitución
•P.E. Cuspinque
•C.H. Moyopampa
•C.T. Huaycoloro
•C.H. Huampaní
•P.E. Marcona
•C.H. Machupicchu
•P.E. Tres Hermanas
•C.T. Fénix
•C.S. Moquegua
•C.T. Chilca
•C.S. Panamericana Solar
•C.T. Santo Domingo de Olleros
•C.S. Tacna Solar
(Termochilca)
•C.S. Majes Solar
•C.T. Ilo 2
•C.S. Repartición
•Todas las Centrales del SEIN, menos RER
II. POTENCIA FIRME Método de cálculo según PR-26 COES
1. Unidades Térmicas
Donde:
II. POTENCIA FIRME Método de cálculo según PR-26 COES
1. Unidades de Cogeneración
III. RESERVA ROTANTE Definición Se refiere a la diferencia entre la sumatoria de las capacidades disponibles de las unidades sincronizadas y la sumatoria de sus potencias entregadas al sistema en un momento dado.
III. RESERVA ROTANTE Reserva para la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF) Definición: Respuesta automática del regulador de velocidad ante variaciones súbitas de frecuencia. Reserva rotante de las centrales que responden automáticamente a variaciones súbitas de frecuencia en un lapso de 0 a 10 segundos. Debe ser sostenible durante los siguientes 30 segundos a su actuación. (Glosario COES) Es de carácter obligatorio para centrales de generación mayor a 10 MW y no está sujeto a compensación alguna. (PR-21)
III. RESERVA ROTANTE Reserva para la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF) Ejemplo:
III.
RESERVA ROTANTE
Reserva Primaria de Frecuencia (RPF) Requisitos técnicos: •Operar con el regulador de velocidad en modalidad estatismo (“Droop”). •Su estatismo permanente, deberá ser ajustable dentro de un rango de
4% a 5%. •Banda Muerta, deberá ser ajustada en una magnitud igual o inferior a +-0.05% de la frecuencia de referencia (+-0.030 Hz).
III. RESERVA ROTANTE Reserva para Regulación Secundaria de Frecuencia (RSF) Definición: Reserva rotante disponible y operativa en SEIN útil para Regulación Secundaria y calculada como la suma de las Reservas en Control de las URS operativas en el SEIN. Se compone de una Reserva a Subir, y una Reserva a Bajar. Regulación Secundaria: Servicio complementario cuyo objetivo es mantener la frecuencia del SEIN en su valor de referencia y, eventualmente y de manera simultánea mantener la potencia neta por las interconexiones internacionales según su programa.
III.
RESERVA ROTANTE
Reserva para Regulación Secundaria de Frecuencia (RSF) Respuesta ante variaciones de frecuencia:
IV. CENTRAL DE RESERVA FRÍA Definición Son las unidades de generación disponible no sincronizadas al sistema y listas para ingresar en servicio a solicitud del coordinador. Reserva Fría: Se refiere a la potencia total disponible de los grupos generadores en reserva que se encuentran fuera de servicio.
IV. CENTRAL DE RESERVA FRÍA Tipos 1. Central Tipo 1: Es aquella en cuyo contrato establece que sus costos variables si forman parte de la determinación del costo marginal de corto plazo. 2. Central Tipo 2: Es aquella cuyo contrato establece que en cualquier supuesto de operación, sus costos variables no se toman en cuenta, para la determinación del costo marginal de corto plazo.
IV. CENTRAL DE RESERVA FRÍA En el Perú • • • •
Reserva Fría de Ilo Reserva Fría de Pucallpa Reserva Fría de Puerto Maldonado Reserva Fría de Generación Eten
IV. CENTRALES QUE REGULAN LA FRECUENCIA EN EL PERÚ
Evolución de la Electrificación Rural 2006 (Ley 28749) Ley General de Electrificación Rural
1982 Ley General de Electricidad -Establece marco jurídico que permite desarrollo descentralizado del sector -Creación de Empresas Regionales autónomas dentro de su ámbito de responsabilidad - Crea el Plan Maestro de Electricidad, Plan Nacional de Expansión de la Frontera Eléctrica y los Planes de Desarrollo Eléctrico.
2002 Ley Electrificación 1992 Rural y de LocalidaLey de Concesiones des Aisladas y de Eléctricas Frontera -División tripartita de actividades del sector eléctrico : Generación, Transmisión y Distribución -El Estado actúa como regulador de estas actividades -No se norma la electrificación rural
- La promulgación de la Ley de Bases de la Descentralización y la Ley Orgánica de Gobiernos Regionales , hizo inviable su aplicación por lo que no Se reglamentó.
-Declara de necesidad nacional y utilidad pública la electrificación de zonas rurales y localidades aisladas y de frontera del país. -Crea los recursos destinados a la ejecución de proyectos de electrificación rural. -Establece que la administración estará a cargo de la DEP/MEM, encargada de ejecutar el Plan de Electrificación Rural. - Declara prioritario el uso de los recursos energéticos renovables solar, eólico, geotérmico, hidráulico y biomasa.
Desarrollo socioeconómico
Descentralizar el país
Electrificación rural
Combatir la pobreza
Mejorar la calidad de vida
Los habitantes se dedican principalmente a actividades primarias. Sensación de colectividad. El costo de vida es bajo. Las oportunidades de salud y educación son limitadas. El acceso limitado a la electricidad Bajo consumo de energía eléctrica
Según el INEI: Poblados con menos de 100 viviendas contiguas (500 habitantes),
Con excepción de toda capital de distrito que se considera urbano.
Proyección del coeficiente por departamento:
El MEM ha venido ejecutando obras de electrificación, utilizando para ello, diversas tecnologías aplicadas sobre la base de una selección de fuentes de energía: 1. Que consideran como primera alternativa la extensión de redes del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) y la de los Sistemas Aislados (SSAA), a partir de las cuales se desarrollan los SER. 2. Sistemas Fotovoltaicos (SF) 3. Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH’s) 4. Fuente de energía eólica Diversos programas de financiamiento (2016)
FUENTE RENOVABLE AGUA
VIENTO
SOL
TECNOLOGÍA
1. INSTALACIONES AISLADAS DE LA RED ELÉCTRICA: electrificación de emplazamiento inaccesibles a la red Evita sobrecargas y descargas excesivas
Radiación solar
Solución a desfase temporal
1. INSTALACIONES CONECTADAS A UNA RED ELÉCTRICA:
VENTAJAS:
- Tecnología modular - No contamina, gastos de mantenimiento y explotación casi nulo - Fuente inagotable de energía - Vida útil media de 20 años
EXPERIENCIAS: Fotovoltaica En el Perú existe una gran experiencia en proyectos fotovoltaicos orientados a la electrificación rural. Padre Cocha - Iquitos
POTENCIAL EOLICO
¿Cómo funciona? Gira a la velocidad de las palas 7-12 vu/m Sujeta palas
Multiplicadora: eleva velocidad más de 100 veces
Eje rápido: 1500 RPM
Generador: EC EE
Convertidor: CD CA
¿Cómo funciona?
CARACTERÍSTICAS:
- Energía eléctrica limpia - Fuente inagotable de energía - Vida útil media de 20 años
EXPERIENCIAS: El proyecto eólico interconectado de Malabrigo y Marcona
Malabrigo: 1996 primer aerogenerador conectado a la red en el Perú. aerogenerador asíncrono trifásico está ubicado en Punta Malabrigo, una caleta en la costa al norte de Trujillo - La Libertad, operado por la empresa ADINELSA. El aerogenerador tiene una potencia de 250 kW (a 18,5 m/s), sobre una torre de 30 m.
Marcona: 1998, entró en operación un segundo aerogenerador, de 450 kW en San Juan de Marcona en Ica, también operado por ADINELSA y conectado a la red. tanto en Malabrigo como en Marcona, se considera que estos lugares son apropiados para bosques eólicos de 30 MW y 100 MW, respectivamente.
¿Cómo funciona?
SABIAS QUE… Una planta de biomasa puede evitar 200.000 toneladas de
CO2 al año de carbón que emitiría una central térmica de carbón?
Mini Central Hidroeléctrica
Genera nerador dor Sí Síncro ncrono no - Así Asíncro ncrono no
Para alcanzar las metas planteadas en el PNER para un horizonte de 10 años que llegan al año 2020, se ha efectuado el proceso de planeamiento, que a la fecha ha permitido identificar proyectos de inversión pública y privada, del Gobierno Nacional, Regionales y Locales, así como de empresas distribuidoras, los cuales se deberán ejecutar en el periodo 2011–2020, cu cuya ya impl im plem emen enta taci ción ón re resu sumi mida da es lo si sigu guie ient nte: e:
Se llama batería a un elemento capaz de generar energía eléctrica a partir de reacciones químicas, además se distinguen dos tipos básicos de baterías: Baterías primarias: son las baterías de un solo uso us o (no re reca carg rgab able les) s) Bate Ba terí rías as se secu cund ndar aria ias: s: son la lass ba bate terí rías as re reca carg rgab able less gracias a que sus reacciones químicas son reversibles.
En general, el funcionamiento de una batería se basa en una celda electroquímica. Las celdas electroquímicas tienen dos electrodos: El Ánodo y el Cátodo. Los electrodos pueden ser de cualquier material que sea un conductor eléctrico como metales, o también semiconductores.
Para completar el circuito eléctrico, las disoluciones se conectan mediante un conductor por el que pasan los cationes y aniones, conocido como puente salino. Los cationes disueltos (K+) se mueven hacia el cátodo y los aniones (Cl-) hacia el ánodo. Cuando la batería se esta descargando, en el ánodo se produce una reacción de oxidación y en el cátodo la de reducción. Cuando la batería se esta cargando ocurre el efecto contrario.
En términos prácticos, la tensión a la que puede funcionar una batería depende de la química usada y de los diferentes materiales de los que se compone. Ejemplo:
= á Á = 0.36 0.76 = 1 12
La capacidad de una batería en la práctica se mide por referencia a los tiempos de descarga en Amperios (A). La unidad en el SI es el columbio (C) Otra de las unidades es el Amperio-hora (Ah), el Amperio-hora esta relacionado al columbio de la siguiente manera: 1 Ah = 3600 C Ejemplo:
10 A en 10 h
BATERIA 100 Ah 1 A en 100 h
Es un fenómeno que reduce la capacidad de las baterías con cargas incompletas. Se crean unos cristales en el interior de las baterías cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo. Para prevenirlo basta con cargar por completo las baterías.
Conexión paralelo
Conexión serie
Conexión serie-paralelo
BATERIA C5
BATERIA DE TRACCIÓN
BATERIA C10
BATERIA ESTACIONARIAS
BATERIA C20
BATERIA C100
BATERIA DE ARRANQUE
BATERIAS ESTACIONARIAS
La versión de ciclo corto es usada en automóviles, en los cuales se necesita una corta explosión de energía que es forzada desde la batería para encender el motor. La versión de ciclo profundo, diseñada para repetidos ciclos de carga y descarga. La mayoría de las aplicaciones requiere este tipo de baterías.
AUTOMOTRIZ: Batería de arranque TRACCIÓN: Carretillas, locomotoras de mina, vehículos industriales, etc ENERGÍAS RENOVABLES: Energía solar, eólica, etc
Esta clase de batería funciona a partir de un ánodo de cadmio y un cátodo compuesto por hidróxido de níquel.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS BATERÍAS DE NÍQUEL - CADMIO VENTAJAS
DESVENTAJAS
• Admite un gran rango de
temperaturas de funcionamiento. • Admite sobrecargas, se pueden seguir cargando cuando ya no admiten mas carga, aunque no la almacena.
• Efecto memoria muy alto. • Densidad de energía baja.
APLICACIONES DE LAS BATERIAS DE NÍQUELCADMIO Unos de los usos más frecuentes es en juguetes, equipos estéreos y máquinas fotográficas.
Existen diseños especializados, como es el ejemplo de baterías para aviones
Es una extensión de la tecnología de Ni-Cd, ofrece una mayor densidad de energía. Su efecto memoria es casi despreciable. No es capaz de entregar alto peaks de potencia, tiene un alto grado auto descarga y es muy peligrosa si es sobrecargada. Tiene una alta tasa de auto descarga. Aún es de precio elevado, aunque se estima que su costo disminuirá al producir vehículos eléctricos a gran escala.
APLICACIONES DE LAS BATERÍAS DE NÍQUELHIDRURO METÁLICO
Vehículos híbridos como el Toyota Prius, Honda Insight o las versiones híbridas de los Ford Escape, Chevrolet Malibu y Honda Civic Hybrid también las utilizan. El transporte público de la ciudad de Niza (Francia) cuenta con el tranvía de piso bajo Alstom Citadis.
Es de una nueva tecnología, la cual ofrece una densidad de energía de tres veces la de una batería plomo-ácido. Esta gran mejora viene dada por su bajo peso atómico 6 vs 209 para la de plomo. Además cuenta con el más alto voltaje por celda 3.5 [V], lo cual reduce el número de celdas en serie para alcanzar cierto voltaje, lo que reduce su costo de manufactura. Rápida degradación y sensibilidad a las elevadas temperaturas, que pueden resultar en su destrucción por inflamación o incluso explosión. Tiene una muy baja tasa de auto descarga.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS BATERÍAS DE IONES DE LITIO VENTAJAS • Apenas sufren el efecto memoria y
pueden cargarse sin necesidad de estar descargadas completamente, sin reducción de su vida útil. • Tienen altas densidades de
DESVENTAJAS • No admiten bien los cambios de
temperatura. • No admiten descargas completas y
sufren mucho cuando estas suceden.
capacidad. • Pueden sobrecalentarse hasta el • Se cargan más rápido y duran mas
que las baterías convencionales
punto de explotar
Su uso se ha popularizado en aparatos como teléfonos móviles, agendas electrónicas, ordenadores portátiles y lectores de música. Las baterías de Ión Litio al ser baterías más compactas permiten manejar más carga, lo que hay que tener en cuenta para lograr automóviles eléctricos prácticos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS BATERÍAS AMG VENTAJAS
DESVENTAJAS
• Son selladas y seguras frente a
algún derrame
• Mayores costes de fabricación.
• Tiempo de carga hasta 5 veces mas • Sensible a sobrecargas.
rápido. • Mejores ciclos de trabajo con
cargadores avanzados. • Construcción segura que acepta
fuertes vibraciones
BATERIAS DE PLOMO - ÁCIDO BATERIA
EXPECTATIVA DE VIDA
EXPECTATIVA DE VIDA
(AÑOS)
(CICLOS)
ARRANQUE
5-7
200-700
DE CICLO PROFUNDO
3-5
1500
ESTACIONARIAS
15-30
1300-1500
VRLA
5-10
250-500
BATERIAS DE NIQUEL BATERIA
EXPECTATIVA DE VIDA (AÑOS)
EXPECTATIVA DE VIDA (CICLOS)
Ventilada “Pocket Plate”
8-25
500-2000
Ventilada “Sintered Plate
3-10
500-2000
Sellada
2-5
300-700
8-25
2000-4000
-
500
-
1500-6000
2-5
300-600
BATERIAS DE IONES DE LITIO PROFUNDIDAD DE
EXPECTATIVA DE VIDA
EXPECTATIVA DE VIDA
(AÑOS)
(CICLOS)
100%
2-3
800-1500
Entre 20 % y 40 %
2-3
> 20000
DESCARGA A LA QUE SON SOMETIDAS
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
• Agregar agua destilada de forma
periódica. • Apriete de los bornes de conexión. • Limpieza periódica de los bornes para prevenir la sulfatación. • Revisar que la batería no este por debajo de su tensión nominal de flotación.
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
• Sustitución de celdas. • Limpiar el sulfato en los bornes. • Ajustar la densidad y temperatura
del electrolito. • Realizar la desulfatación en la batería
Agregar agua destilada al electrolito
Revisión de temperatura y densidad.
Revisión del voltaje de la batería
Antes y después de la desufaltación interna
Antes y después de la limpieza del sulfato en los bornes
Recomendaciones para ejecutar el mantenimiento en una sala de baterías • Usar ropa adecuada ( antiácida, antiestática, ignífuga) • Antes de acceder a la sala, medir que la concentración de
hidrógeno en la sala no supere el límite de explosividad recomendado. • Usar herramienta y equipos de medida anti chispa aislada y
con certificado atex incluido el polímetro, pinza amperimétrica,etc. • Verificar que la sala esté equipada con lava ojos y ducha de
emergencia y se comprobara su funcionamiento antes de proceder con el mantenimiento preventivo. • Mantener orden y limpieza en todo momento.
Gráfica de costos de baterías de litio por kilovatio hora desde el año 2010
CARÁCTERÍSTICAS TÉCNICAS Y ECONÓMICAS
CARÁCTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDAD La energía eléctrica está definida como el movimiento de electrones que se trasladan por un conductor eléctrico durante un determinado periodo.
CARÁCTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDAD
Potencia eléctrica •
Su unidad es el Watt (W), cuantifica la cantidad de energía que se consume produce o traslada en cada unidad de tiempo
Energía eléctrica •
Representa la cantidad total de energía que se consumió, produjo o trasladó durante un determinado periodo
RESERVA DE POTENCIA Y MARGEN DE RESERVA Reserva de Potencia es la diferencia entre potencia instalada y la máxima demanda en un tiempo determinado
Margen de reserva se determina a través de la división entre la reserva de potencia y la máxima demanda
Máxima demanda cuantifica la demanda pico en el marco de un periodo temporal
RESERVA DE POTENCIA Y MARGEN DE RESERVA
El factor de carga es un indicador de la eficiencia en el consumo y se define como el cociente entre la demanda promedio y la máxima demanda registrada dentro de un periodo temporal
LA DEMANDA La demanda eléctrica se caracteriza por registrar un comportamiento variable durante el día. Al esquema que muestra esta particularidad se le denomina curva o diagrama de carga •
El diagrama de carga es el que permite la identificación de periodos de alta o baja demanda denominados horas punta y horas fuera de punta, respectivamente
• El diagrama de duración
es la curva de pendiente negativa. Se obtiene de ordenar la demanda de potencia eléctrica de forma descendente. Este diagrama contribuye al proceso de planificación de las inversiones en generación eléctrica .
DIAGRAMAS DE CARGA Y DURACIÓN Entre las 18 y 23 horas se registró la máxima demanda del día en este sistema
Alrededor de un tercio del periodo de análisis, la demanda eléctrica supero la demanda promedio histórica
LA OFERTA La cadena de valor del sector eléctrico está constituida por tres segmentos que proveen el servicio físico (Generación, Transmisión y distribución)
LA COORDINACIÓN DE LAS INVERSIONES DE GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN La inversión de activos de generación y transmisión se realiza de manera integrada, buscando minimizar costos para todo el sistema
PLANES DE INVERSIÓN SEGÚN LA OPERACIÓN ÓPTIMA AL MÍNIMO COSTO
G
Plan de Expansión Generación T
Operador de sistema Plan de Expansión Generación
Fuente y Elaboración: GPAE-Osinergmin
OPERATIVIDAD DEL SISTEMA ELECTRICO Según Chao y Wilson (1987), es necesaria la existencia de un operador que coordine la producción de las distintas centrales de generación para abastecer la demanda de manera sostenible debido a:
i) La variabilidad temporal y aleatoria de la oferta y la demanda ii) Incapacidad de almacenamiento de la electricidad iii) Existencia de múltiples tecnologías con diferentes estructuras de costos
DIAGRAMA DE DURACIÓN Y CAPACIDAD ELÉCTRICA EFICIENTE Curva de duración que muestra los niveles de demanda de capacidad que se registraron para cada hora del año La curva de costos puede utilizarse junto al diagrama de duración para determinar cuanta capacidad se debe instalar de cada tipo de tecnología
CÁLCULO DE LA ENERGÍA NO SUMINISTRADA Debido a la presencia de demandas eléctricas atípicas y cuya ocurrencia es escasa durante el año, se debe analizar la eficiencia económica de invertir en la capacidad de generación adicional que abastezca estos requerimientos.
El valor de la Energía No Suministrada (VOLL), indica la máxima disponibilidad a pagar de los consumidores para evitar cortes imprevistos del suministro eléctrico
EL VOLL Y LA OPTENCIÓN DE LA CARGA NO SERVIDA
Comparación entre el VOLL y el costo total de la central Diesel.
Estructura del consumo en el mercado eléctrico , según el tipo de uso, 1995 y 2015
Evolución del consumo de electricidad per cápita Con respecto al consumo de electricidad per cápita anual en el Perú se puede observar que desde 1995 el consumo por habitante se ha incrementado de manera sostenida, pasando de 584 kWh en 1995 a 1355 kWh en 2015, es decir, hubo un incremento de 132% en el periodo señalado
Principales centrales de generación que iniciaron operación, 1995-2015
Tarifas de electricidad (Cargos adicionales vigentes)
ACCESO Y USOS En el 2006 se promulgó la Ley N° 2874921, cuyo objetivo fue establecer el marco normativo para la promoción y el desarrollo eficiente y sostenible de la electrificación de zonas rurales que permitan mejorar las condiciones de vida de la población En el ámbito rural, la penetración de este servicio avanzó de un 32% a 78%, resaltando la penetración del servicio eléctrico rural registrado en la región de Piura al pasar de 14% a 83% en el mismo periodo de análisis
Acceso rural al servicio eléctrico según región
Resumen de indicadores del sector eléctrico (19952015)
EL MERCADO ELÉCTRICO PERUANO El sector eléctrico del país ha tenido un comportamiento bastante dinámico en los últimos años, con tasas de crecimiento superiores a las de la economía peruana. La mayor demanda eléctrica, producto de más inversión y consumo residencial, continuará impulsando el crecimiento de este sector.
En los últimos años, la construcción de importantes infraestructuras ha permitido que la demanda eléctrica se encuentre abastecida hasta 2020. Asimismo, la diversificación energética nos ha hecho menos vulnerables a eventos climatológicos adversos, como el Fenómeno de El Niño. Es importante señalar que la disminución de la pobreza energética y el mayor acceso de la población a los servicios que dependen directamente de la energía, se han vuelto un tema prioritario, lo que ha permitido avanzar de
Sujeta a los fines de la política energética.
Regulación del sector eléctrico
Los organismos reguladores son independientes de todos los agentes con intereses en el sector. Logrando así:
Esta a su vez depende de la política económica general del Estado. Proteger sus intervenciones frente a los intereses políticos y privados. Tomar decisiones de forma objetiva e imparcial. Brinda legitimidad a las decisiones de los reguladores frente a la influencia de los intereses privados.
Visión Original de la Regulación Económica • Controlar el poder
monopólico en manos de empresas recientemente privatizadas.
Objetivo de Privatización • Garantizar la
eficiencia económica y liberalizar al sector de la influencia a corto plazo de los gobiernos.
Objetivo del Regulador Energético (OSINERGMIN) • Proponer un
ambiente eficiente y sostenible para el sector.
Principales instrumentos legislativos del subsector electricidad. Fuente: OSINERGMIN
Competencias del MEM y OSINERGMIN Función Principal
Función Principal Regular, supervisar y fiscalizar el cumplimiento de las disposiciones legales y técnicas.
Formular y evaluar las políticas nacionales referentes al sector energético.
Competencias del MEM y OSINERGMIN. Fuente: OSINERGMIN
Institución pública encargada de regular y supervisar que las empresas del sector eléctrico, hidrocarburos y minero cumplan con las disposiciones legales de las actividades que desarrollan.
Fuente: OSINERGMIN
Las funciones realizadas por OSINERGMIN han experimentado una evolución durante los años. Los cambios en el marco regulatorio han implicado modificaciones en sus funciones. En la resolución N° 070-2016 de OSINERGMIN se decidió suspendes el CASE en las facturas y recibos de luz.
CTE: Comisión de Tarifas Eléctricas. FOSE: Fondo de compensación Social Eléctrica. JARU: Junta de Apelaciones de Reclamos de Usuarios. TASTEM: Tribunal de Apelaciones de Sanciones en Temas de Energía y Minas. CASE: Cargo por Afianzamiento de la Seguridad Energética. FISE: Fondo de Inclusión Social Energético. MCTER: Mecanismo de Compensación de la Tarifa Eléctrica Residencial.
Evolución de las funciones asumidas por OSINERGMIN. Fuente: OSINERGMIN
El rol de OSINERGMIN es mantener la articulación y el equilibrio de intereses entre el Gobierno, las empresas prestadoras de los servicios regulados y los ciudadanos.
Gobernanza de los Reguladores Económicos. Fuente: OSINERGMIN
Procesos atendidos en OSINERGMIN en el sector electricidad por grupos de interés. Fuente: OSINERGMIN
Asimismo, se mostrará la estructura institucional del Estado peruano en el sector eléctrico.
Fuente: OSINERGMIN
Eso no es todo, existen otras entidades que participan en este marco institucional y a continuación, se mostrarán sus funciones:
Otras entidades del Estado con funciones en el sector eléctrico. Fuente: OSINERGMIN
El análisis de Impacto Regulatorio (RIA, por sus siglas en in ing glés: Regulatory Impact Asse As sess ssme ment nt)) es un unaa he herr rram amie ienta nta pa para ra re real aliz izar ar un unaa eva evalu luac ació ión n si sist stem emát átic icaa y co coher heren ente te de las políticas emitidas por una institución regulatoria, en el marco de sus componentes legales y en línea con sus objetivos estratégicos, lo cual facilita y mejo me jora ra el pr proc oced edim imien iento to de to toma ma de de deci cisi sion ones. es. Identificación del problema
Definición de los objetivos
Identificación de las Identificación alternativas
Establecer supervisión y monitoreo
Elección de la mejor opción
Analizar los beneficios y costos de las alternativas
El mercado actúa para asegurarse que aquellos que valoran más los bienes puedan recibirlos que aquellos que puedan producir mercancías al menor costo puedan suministrar arllas; y no hay manera en que todos los ag ageente tess en la soci so cied edad ad pu pued edan an es estar tar en un unaa si situ tuac ació ión n me mejo jorr. Las fallas de mercado están relacionadas a la existencia de monopolios naturales, información incompleta, externalidades y los bienes públicos.
Regulación de la Industria Eléctrica
Surge para minimizar los fallos de mercado.
Regulación Social
Regulación Económica
Protección del ambiente : n u e s n e ó i n c o n P e t a
Las principales razones de la regulación social que justifican la la intervención por por parte del Estado son:
Salud y seguridad industrial
Bienes públicos y externalid ades
Ámbito laboral Protección del consumidor Calidad del servicio
Protecció n de los consumid ores
Instrumentos regulatorios en OSINERGMIN para la regulación social
La industria eléctrica está constituida por cuatro actividades: Generación, Transmisión, Distribución y Comercialización, cada una con una estructura diferente. La generación se considera pot oten enci cial alme ment ntee co comp mpet etiiti tiva va,, mientras que las otras se consideran monopolios naturales.
Diseño de Diseño mercado: mayorista y el de largo plazo Determinaci ón del costo y tarifación de acceso entre usuarios
Información asimétrica
OSINERGMIN regula algunas tarifas del sector eléctrico.
Formación de precios consumidores residenciales. Fuente: OSINERGMIN
Resumen de la composición de la tarifa eléctrica residencial, Agosto 2016. Fuente: OSINERGMIN
Composición de los precios de generación eléctrica, Agosto 2016. Fuente: OSINERGMIN
Composición de los precios de distribución eléctrica, Agosto 2016. Fuente: OSINERGMIN
Composición de los precios de transmisión eléctrica, Agosto 2016. Fuente: OSINERGMIN
La electrificación rural en el Perú se caracteriza por la lejanía y poca accesibilidad, por un consumo unitario reducido, poblaciones y viviendas dispersas y de bajo poder adquisitivo, entre otros, resultando poco atractiva a la inversión privada en proyectos de electrificación rural. Decreto Legislativo que mejora la regulación de la distribución de electricidad para promover el acceso a la energía eléctrica en el Perú 2006: Ley N°28749, Ley General de Electrificación Rural.
2015: Decreto Legislativo N°1207, Decreto Legislativo que modifica la Ley N°28749, Ley General de Electrificación Rural.
2015: Decreto Legislativo N°1221, Decreto Legislativo que mejora la regulación de la distribución de electricidad para promover el acceso a la energía eléctrica en el Perú.
• Establecido por la Ley N°28832. • Objetivo: Compensar una parte
del diferencial entre los precios en barra de lo SS.AA. y los precios en barra del SEIN, reduciendo los costos del servicio eléctrico de ambos sistemas a partir del subsidio cruzado, que va desde los consumidores del SEIN a los consumidores de los sistemas aislados.
• Creado mediante Ley N° 29852. • Objetivo: llevar energía menos
contaminante a las poblaciones mas vulnerables
• Creado por Ley N° 27510. • Objetivo: Favorecer el acceso y
Mecanismo de Compensación de los Sistemas Aislados
Fondo de Compensación Social Eléctrica (FOSE)
Fondo de Inclusión Social Energético (FISE)
Mecanismo de Compensación de la Tarifa Eléctrica Residencial (MCTER)
permanencia del servicio eléctrico a todos los usuarios residenciales del servicio público de electricidad comprendidos dentro de la opción tarifaria BT5B residencial con consumos mensuales de hasta 100 kWh.
Establecido mediante Ley N° 30468. Objetivo: Asegurar la competitividad de las tarifas eléctricas de los usuarios residenciales independientemente de su ubicación geográfica y el sistema eléctrico al que pertenezcan (SEIN o SS.AA.) exceptuando de su aplicación los suministros atendidos mediante Sistemas Fotovoltaicos y sistemas similares con otros RER no convencionales.
Diseño del Fondo Unificado de Acceso Universal a la Energía. Fuente: OSINERGMIN
Recursos renovables no convencionales Con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la población y proteger el ambiente, el 2008 se inició en Perú el desarrollo de las energías renovables no convencionales como producto de un nuevo marco normativo que contempla la realización de subastas competitivas y periódicas. Como resultado, se han ejecutado cuatro procesos de subastas RER para el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) y uno para áreas no conectadas a la red.
PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES
ENERGÍA SOLAR Explota la energía irradiada por el sol para producir electricidad mediante procesos fotovoltaicos o mediante la energía por concentración solar, generando energía térmica
ENERGÍA EÓLICA Explota la energía cinética del aire en movimiento. Su mayor aplicación para mitigar el cambio climático consiste en producir electricidad a partir de la instalación de grandes turbinas eólicas en tierra o en el mar
ENERGÍA GEOTÉRMICA Explota la energía térmica accesible del interior de la tierra. El calos se extrae de reservorios geotérmicos mediante pozos. Una vez en la superficie, se usan los fluidos a distintas temperaturas para generar electricidad.
BIOENERGÍA Se obtiene de diversas fuentes de biomasa, residuos forestales y otros desechos orgánicos. Se utiliza para producir electricidad o generar combustibles gaseosos, líquidos o sólidos.
PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍA HIDRÁULICA Se obtiene del aprovechamiento de las energías cinéticas y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mares. Puede ser a gran o pequeña escala cuando se usa la fuerza hídrica sin represarla.
Sistemas de subastas El sistema de subastas para cantidades fijas de energías renovables es un mecanismo del sistema de cuotas. Consiste en la emisión de una oferta o licitación para un proyecto de energía renovable de un tamaño específico. Convierte a la competencia en el eje central, pues las empresas que ofertan el suministro al menor costo ganan la licitación (Irena, 2015a). En América Latina, el mecanismo más utilizado para promover las energías renovables en el sector eléctrico son las subastas, que se utilizan en 13 de los 20 países de la región. Desde 2009 se han realizado en la región 54 subastas.
Marco Institucional de los RER Ministerio de Energía y Minas
• Promueve los proyectos que utilicen recursos energéticos renovables. • Elabora el Plan Nacional de Energías Renovables. • Define los requerimientos de energía para las subastas, elabora y aprueba
las bases de la subasta y firma los contratos resultantes. • Conduce la subasta, fija los precios máximos, supervisa los contratos
Osinergmin
COES
Concytec
resultantes de la subasta, liquida los ingresos de los generadores RER y fija los cargos por Prima. • Coordina la operación del SEIN al mínimo costo, preserva la seguridad del
sistema, coordina el mejor aprovechamiento de los recursos energéticos y administra el mercado de corto plazo.
• Implementa los mecanismos y elabora acciones para el desarrollo de
proyectos de investigación sobre energías renovables. Fuentes: MEM, COES, Concytec y Osinergmin. Elaboración: GPAE- Osinergmin.
Potencial de energías Renovables en el Perú En el 2014 el Estado peruano en cooperación con la Agencia Internacional de las Energías Renovables (Irena) realizó por primera vez en América Latina la evaluación de Preparación de Energías Renovables(RRA) la cual concluyó que el Perú ha desarrollado un gran avance en le desarrollo de las subastas de energías renovables y que tiene además una gran potencial en estas energías .
Fuente
Potencial
Aplicación
Hidroeléctrica Solar
69 445 MW Radiación media diaria: 250 W/m2
Electricidad Electricidad, calor
Eólica Geotérmica
22 450 MW 3000 MW
Electricidad Electricidad, calor
Bioenergía
177 MW(biomasa) 5151 MW(biogás)
Electricidad
Fuente: Irena, 2014b. Elaboración: GPAE-Osinergmin
En la 21º Conferencia de las Partes sobre Cambio Climático (COP21) realizada en París en diciembre del 2015 , se tomaron los siguientes acuerdos: El acuerdo es El aumento de la jurídicamente vinculante temperatura global pero no la decisión que lo ni los debe estar muy por acompaña objetivos nacionales de debajo de los 2ºC. reducción de emisiones.
Cada país se compromete a tomar las medidas necesarias para cumplir lo que dice en su INDC.
Los países desarrollados deberán proporcionar apoyo financiero a los países en desarrollo. Se establece la suma de US$100 000 anuales como mínimo a partir de 2020.
189 países han representado sus compromisos nacionales de reducción de emisiones (INDC). Todos los países deben comunicar cada cinco años sus contribuciones de reducciones de emisiones de GEI
Fuente: Organización de las Naciones Unidas, 2015. Elaboración: GPAE-Osinergmin.
Subastas RER On Grid –
El enfoque implementado en el Perú para las subastas RER On-Grid es una mezcla de mecanismos de promoción mediante los cuales el MEM establece, cada dos años, un porcentaje objetivo de participación RER en la producción eléctrica nacional. Una vez calculada la cantidad de energía a subastar, se distribuye entre las distintas tecnologías RER. Para fomentar la eficiencia en costos, se adoptó un enfoque de competencia por el mercado que consiste en establecer una tarifa de referencia (información oculta para las empresas ) e implementar un proceso de subasta en sobre cerrado Si la subasta se declara parcialmente desierta, se debe volver a convocar en un plazo no mayor de 30 días posteriores dicha declaración, a fin de completar la energía requerida. En cambio, si se declara totalmente desierta, se procede a convocar a un nuevo proceso. El plazo de vigencia de la tarifa de adjudicación es de 20 años y queda establecido en las bases de la subasta.
1) Se abren los sobres de oferta y se ordenan los proyectos según los precios de menor a mayor. Se descartan aquellos que exceden el precio máximo fijado por el regulador.
2) Si la energía ofertada es menor a la energía requerida, se adjudica.
3) Se revela el precio máximo solo si la energía requerida no fue totalmente cubierta y si hubo ofertas que excedieron el precio máximo.
4) Si la energía ofertada excede a la energía requerida, se verifica si existe adjudicación parcial solo si el precio ofrecido está por debajo del precio máximo. Fuentes: MEM y Osinergmin. Elaboración: GPAE-Osinergmin.
Características técnicas y económicas de los proyectos RER adjudicados
Fuentes: MEM y Osinergmin. Elaboración: Osinergmin
EL IMPACTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES La contaminación y el cambio climático se han convertido en una de las principales preocupaciones de la humanidad, pues sus impactos ponen en riesgo el futuro de nuestra existencia. La energía y el transporte contribuyen de manera significativa a esta problemática. Es por esto que existe la necesidad de transformar el modelo actual, caracterizado por el uso de energías convencionales y grandes infraestructuras de generación, en una propuesta que se cimiente, principalmente, en las energías renovables, la eficiencia y la generación distribuida. Desde 2008, Perú estableció que era de interés nacional y necesidad pública la promoción de las energías renovables, ofreciendo incentivos a los inversionistas, como la prioridad en el despacho, el acceso a las redes de transmisión y distribución, y tarifas estables a largo plazo determinadas mediante subastas competitivas. Actualmente, se observa con expectativa, cómo el proceso de subasta se ha convertido en el principal mecanismo para fomentar, de forma competitiva, el desarrollo de proyectos de generación de electricidad con fuentes renovables para la venta de energía al SEIN. Asimismo, se ha logrado impulsar el desarrollo de Sistemas Fotovoltaicos Domiciliarios (SFD) en las zonas rurales y aisladas del país, lográndose adjudicar la subasta para instalar hasta 500 mil sistemas fotovoltaicos (offgrid), equivalentes a 50 MW de capacidad.
Impactos económicos y socio ambientales El sector eléctrico ocupa un lugar muy importante en el Sector eléctrico funcionamiento de la economía. El suministro continuo de electricidad extracción de petróleo constituye un servicio público que impulsa la actividad económica, respalda la minerales operación de los mercados y genera bienestar a los manufactura En los últimos 25 años, el sector consumidores residenciales. eléctrico mostró un dinamismo construcción acelerado frente a otros sectores como construcción, manufactura y extracción de petróleo y minerales.
El Producto Bruto Interno se define como el valor total de los bienes y servicios generados en el territorio económico durante un período de tiempo, que generalmente es un año. en los últimos 15 años, la producción de energía eléctrica registró un crecimiento promedio anual de 6.1%, por encima de la tasa de crecimiento del PBI de 5.3%
Fuente: Ministerio de Energía y Minas (MEM)
En los últimos 65 años, el sector eléctrico presentó mayores tasas de crecimiento frente al resto de los sectores económicos del país, como construcción, manufactura e hidrocarburos y minería.
De esta manera, se puede apreciar que mientras que el Valor Agregado Bruto (VAB) del sector eléctrico se incrementó en más de 70 veces desde 1950,en hidrocarburos y minería apenas lo hizo en10 veces
Fuente:INEI
Inversiones en electricidad La inversión eléctrica (generación, transmisión y distribución) ha sido promovida por el Estado mediante la publicación de un marco normativo adecuado y transparente. Según el MEM, para 2015, la inversión privada representó el 91% del total de la inversión ejecutada en el sector eléctrico, mientras que la pública solo el 9%. Fuentes: MEM y BCRP .
Si bien el nivel de empleo en electricidad es inferior al 1% con respecto a la población económica activamente ocupada, el sector demanda personal altamente calificado y especializado del exterior e interior del país. Los profesionales extranjeros transfieren conocimientos y capacitan al personal de nuestro país.
Evolución de número de trabajadores
Fuentes: MEM
el impacto de la confiabilidad en el suministro eléctrico
escenario real
el margen de reserva actual es suficiente para evitar un racionamiento en el servicio de electricidad.
escenarios
escenario contrafactual
se asume que no existe un margen de reserva suficiente, por lo que la producción de electricidad disminuye 10%. consecuencias
De no existir un margen de reserva suficiente, la disminución en la producción afectaría a los sectores del downstream de electricidad y la industria intensiva en energía
En el contexto fiscal, las empresas del sector electricidad contribuyen con el Tesoro Público mediante el pago de tributos. En la última década, los tributos pagados por las empresas eléctricas mostraron un crecimiento sólido. Según estadísticas de (Sunat), los tributos pagados por las empresas del sector subieron 2.7 veces entre 2003 y 2015, pasando de S/. 1026 millones a S/. 2785millones, respectivamente Fuente: Sunat. Elaboración: GPAE- Osinergmin .
Montos autorizados a los gobiernos regionales y locales Se define el canon hidroenergético como la “participación de la que gozan los gobiernos regionales y locales sobre los ingresos y rentas obtenidos por el Estado por la utilización del recurso hídrico en la generación de energía eléctrica”.
Los montos autorizados a los gobiernos regionales y municipalidades por canon hidroenergético y gasífero, desde 2004 a 2015, han aumentado consecutivamente, producto de la expansión del sector energético Fuente y elaboración: Estimaciones de GPAE - Osinergmin.
Estimación de las emisiones mitigadas de CO2 El impacto de los proyectos RER en la mitigación del CO2 toma mayor relevancia en la medida que estas fuentes energéticas continúen expandiéndose y representen un mayor porcentaje dentro de la matriz energética nacional. En 2008, cuando las tecnologías RER representaban menos de 0.01% del total de la energía eléctrica producida, se habría mitigado solo 32 mil TCO2-e mientras que en 2015, año en que la participación de los RER fue de 4.1%, se habría mitigado en total 1.4 millones de TCO2-e. *Considera las emisiones mitigadas de metano (CH4) en términos equivalentes de CO2
Fuente y elaboración: Estimaciones de GPAE - Osinergmin.
Los proyectos de generación eléctrica RER en el Perú son promovidos y desarrollados bajo la denominación de MDL. En tal sentido, al ser proyectos que certifican la mitigación de emisiones de CO2, pueden acceder a los Certificados de Emisiones Reducidas (CER) y venderlos como bonos en un mercado de carbono de referencia. en 2008, el precio promedio de los CER era US$ 25.7, mientras que en 2015 fue US$ 0.43 MDL (Mecanismo de Desarrollo Limpio)
Fuente y elaboración: Estimaciones de GPAE Osinergmin.
Uno de los costos reconocidos a las distribuidoras está asociado a las pérdidas de energía en distribución, las cuales se definen como la diferencia entre la energía que ingresa al sistema de distribución menos la energía que efectivamente se entrega a los E1 E2 consumidores finales. U G
DISTRIBUIDORA
PERDIDAS = E1-E2
R
SECTORES DE DISTRIBUCION TIPICO ST1
Urbano de alta densidad
ST2
Urbano de media densidad.
ST3
Urbano de baja densidad.
ST4
Urbano rural.
Fuente: El Artículo 66° de la Ley de Concesiones Eléctricas
Impacto económico por región de las menores pérdidas de energía, 2012-2015 (en millones de US$ de 2015)
El cuadro resume el impacto económico atribuible a la disminución de las pérdidas deenergía para los ST1, ST2, ST3 y ST4
Fuente y elaboración: Estimaciones de GPAE - Osinergmin.
la fiscalización del servicio de alumbrado público consistió en que el concesionario de distribución subsane solo las infracciones detectadas en los procesos de supervisión
Esta forma de fiscalización derivó en que alrededor del 12% de las unidades de alumbrado público (en adelante UAP) registre deficiencias:
A partir de la implementación de la Resolución N° 192-2003-OS/CD y sus posteriores modificatorias, Osinergmin orienta sus esfuerzos al uso de indicadores de desempeño.
inoperatividad de las lámparas Pastorales rotos o mal orientados la falta de UAP interferencias de voltaje Zonas oscuras en las vias
adopta diversas herramientas económicas y estadísticas para seleccionar y determinar el número mínimo de UAP necesarios para generar un impacto disuasivo y obtener estimaciones precisas.
En ese contexto, el indicador de deficiencias típicas de UAP a nivel nacional ha evidenciado un cambio estructural significativo al pasar de 12% a aproximadamente 1.5%
Fuente : DSR - Osinergmin.
Evolución del riesgo de fallecimiento El principal resultado del procedimiento de supervisión para la atención de medidas ante situaciones de riesgo eléctrico es prevenir los accidentes por electrocución en la población. La estimación del impacto resulta de comparar el riesgo de fallecimiento en la situación actual contra el riesgo de fallecimiento en un escenario en el cual no se implementó el procedimiento de supervisión. se muestra la evolución del riesgo de fallecimiento desde 2008. Para el escenario contrafactual se asumió que el riesgo de fallecimiento se mantuvo constante.
Fuente : DSR - Osinergmin.
El sector eléctrico es uno de los más relevantes del país y tiene importantes efectos multiplicadores en varios sectores de la economía. Uno de los principales desafíos será la implementación de infraestructura energética que permita continuar el desarrollo del país. A la fecha, el requerimiento para esto asciende a casi US$ 31 000 millones , que representa el 19% del PBI de 2015. Brecha de Infraestructura 2016-2025
Fuentes: Plan Nacional de Infraestructura 2016-2025 AFIN
Para cerrar la brecha de infraestructura del sector eléctrico, es necesario la ejecución de proyectos de inversión, que permitan garantizar la seguridad del suministro eléctrico. A partir de esta necesidad surgida en el sector eléctrico, se han dictado medidas que promuevan a inversión ,afianzando la seguridad energética. Así el sector eléctrico representa el 12% del total de proyectos de inversión privada. Compromiso de Inversión Privada 2016-2018
Fuentes: Reporte de Inflación 2016- BCRP. Elaboración: GPAE - Osinergmin
Sector Eléctrico Peruano al 2015
Del sector eléctrico se espera un continuo dinamismo en la producción de electricidad, así como el aumento en la demanda Se estima que para el 2025, el crecimiento de la demanda de electricidad se base en el desarrollo de proyectos mineros e industriales. Así la demanda de potencia se ubicará entre 9500 MW y 12300 MW. La producción de energía se verá incrementada debido a: Entrada de mayores Centrales Hidroeléctricas Generación Termoeléctrica a base de Gas Natural. Proyectos de Recursos Energéticos Renovables (RER). Se pretende alcance el 5% de la producción nacional, adjudicados mediante subastas competitivas, se irán incorporando a partir del 2018.
Fuentes: Plan CC, MEM, COES Elaboración: Plan CC y GIPAE- Osinergmin
Centrales de Generación Eléctrica A continuación, algunos proyectos de generación con mayor capacidad instalada, pendientes a entrar en los siguientes años:
Fuente: MEM. Elaboración: GPAE - OSINERGMIN
Líneas de Transmisión A continuación, algunos proyectos de líneas de transmisión , próximos a terminarse.
Fuente: DSE- OSINERGMIN Elaboración: GPAE - OSINERGMIN
Proyectos en Distribución Existen dos proyectos (ambos se encuentran en evaluación), que beneficiarían a muchas zonas del país. a) Iluminando Perú Sistema Ecológico de Alumbrado Público El objeto de este proyecto es la modernización, actualización y telegestión de la infraestructura de la red de alumbrado público de la empresa Distriluz S.A., así como la reconvención del alumbrado convencional a LED. Se espera aumentar la seguridad, disminuir accidentes de tránsito, tener un menor consumo de energía (50% comparada a las lámparas convencionales) que permita reducir las emisiones de CO. b) Modernización del alumbrado público en Arequipa Este proyecto, consiste en la revocación y mantenimiento del alumbrado público en Arequipa. Se reducirá el consumo energético y costos de mantenimiento. Se mejorará la eficiencia energética y garantizará la calidad del servicio. –
Electrificación Rural Estos proyectos buscan ampliar la frontera eléctrica, mediante obras de los Sistemas Eléctricos Rurales (SER), con tecnologías que optimicen costos para un mayor acceso a la población ubicada en zonas rurales y aisladas. Se han considerado proyectos entre 33kV y 66kV para la interconexión de sistemas aislados o dar mayor potencia a áreas con redes saturadas. Finalmente, se espera que para el 2025, la cobertura eléctrica se encuentre cerca del 100 %, gracias al uso de redes convencionales y sistemas fotovoltaicos off-grid, llegando a atender a las poblaciones más alejadas. Proyección del Coeficiente de Electrificación
Inversiones del Plan Nacional de Electrificación Rural 2016-2025
Fuente y Elaboración: Plan Nacional de Electrificación DGEMEM
Fuente: MEM
Elaboración: GPAE - OSINERGMIN
Smart Grid (Redes Inteligentes) Con su implementación, se espera mejorar la forma en la que se realiza la supervisión, ya que permitirá unificar en una sola base de datos la información obtenida mediante el Extranet, SCADA y Sisuplac, y tener acceso en tiempo real a la información relevante de las empresas concesionarias. Se tendrá una mejor visualización del sector, permitirá conocer problemas operacionales de manera inmediata y realizar acciones correctivas de manera más rápida, ahorrando tiempo y costos. Monitoreo del SEIN en tiempo real Se busca pasar de una supervisión reactiva a una predictiva del SEIN; que permita estar alerta ante algún evento en el Sistema Interconectado, así alinear la demanda con restricciones en el suministro, optimizar la utilización y confiabilidad de la red. Se aprovechará la información en tiempo real del SCADA y se integrará a una nueva herramienta que es el Sistema de Gestión Interrupciones, que mediante el uso de coordenadas, permitirá visualizar en los mapas, las salidas y/o eventos que ocasiones la interrupción del servicio eléctrico.
Fuente y Elaboración: DSE -
Supervisión virtual Se pretende implementar un Piloto de Supervisión Virtual, para la supervisión de las fajas de servidumbre (identificar alguna violación a la normativa), mediante el uso de imágenes aéreas. Para ello se utilizaría el Lidar (Light Detection and Ranging), una técnica de teledetección de objetos que utiliza una luz láser para obtener una muestra de la superficie de la tierra. Esta herramienta nos permitirá calcular la distancia límite entre el sensor y el objetivo, estas medidas de distancia se transforman en medidas de puntos tridimensionales que permitirán una visualización en 3D. Fuente y Elaboración: DSE Osinergmin
Los retos y oportunidades del sector se pueden clasificar, en concordancia con los objetivos del plan energético nacional, en tres grandes ejes:
SEGURIDAD ENERGÉTICA
La seguridad es la habilidad del sistema para responde ante contingencias a coroto plazo (salidas no programadas de planta, desbalances de oferta y demanda)
COMPETITIVID AD
Señales para el funcionamiento eficiente del sector: -Se necesita un marco normativo que fomente las operaciones y uso más adecuado de la red. -Uniformizar criterios y metodologías de asignación de responsabilidades de pago en la transmisión eléctrica -Regulación por incentivos basada en insumos y basada en performance. Así la empresa es remunerada de acuerdo a los niveles adecuados en la calidad de servicio.
SOSTENIBILIDA D
Se promueve la transición energética hacia un sistema productivo bajo en combustibles fósiles. Es necesaria una matriz energética sostenible y confiable para asegurar el abastecimiento energético de las próximas generaciones.
ACCESO UNIVERSAL
INTEGRACIÓN ELÉCTRICA
RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES
En los próximos años los desafíos estarán centralizados en mejorar el acceso universal energético mediante una regulación que promueva la expansión de la red eléctrica, mejore los criterios de focalización (FISE, FOSE) y expanda las redes de transporte y distribución de gas natural.
La promoción de la integración energética tiene como obejtivo brindar mayor seguridad en el abastecimiento energético, promover la inversión en ingraestructura, brindar mayor estabilidad en la red y promover la eficiencia de los sistemas interconectados. En este sentido, durante los últimos años, el Perú viene participando en proyectos de integración eléctrica con países vecinos.
-Implementar un sistema financiero interno más acorde con dichas infraestructuras (líneas de crédito) -Desarrollar estrategias que incentiven la incursión de empresas privadas en el desarrollo(financiamiento, contrucción y/o operación) de tecnologías RER. -Creación de igualdad de condiciones en términos de rentabilidad entre las tecnologías renovables y convencionales. -Reducir los riesgos políticos y regulatorios sobre los retornos de la inversión.
