Matriz de recursos energticosde la Provincia de CrdobaAutoridadesUniversidad Nacional de Crdoba (UNC)RectorDr. Francisco TamaritVicerrectoraDra. Silvia BareiConsejo Nacional de Investigaciones Cientficas y Tcnicas (CONICET)PresidenteDr. Roberto SalvarezzaCentro de Investigaciones y Estudios sobre Cultura y SociedadCIECS, CONICET y Universidad Nacional de CrdobaDirectoraDra. Dora E. CeltonMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba4Matriz de recursos energticosde la Provincia de CrdobaSergio A. DevalisEditorMatrizderecursosenergticosdelaProvinciadeCrdoba6Impreso en Crdoba, Argentina, en noviembre de 2013.Editorial CopiarEntre Ros 2075, San VicenteCrdoba, ArgentinaX5006CCUTelefax: 54-351-4869706 / 4553299 E-mail: editorialcopiar@arnet.com.arDiseo de por tada: Lic. Celeste CeballosQueda hecho el depsito de la Ley 11.723.No se permite la reproduccin parcial o total, el almacenamiento, el alquiler, la trans-misinotransformacindeestelibro,encualquierformaoporcualquiermedio,seaelectrnicoomecnico,mediantefotocopias,digitalizacionesuotrosmtodos,sinelpermisoprevioyescr itodeleditor.Suinfr accinestpenadapor lasleyes11723y25446.Devalis, Sergio A. Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba. - 1 ed. - Crdoba: Copiar, 2013. 260 p. ; 21 x 15 cm.ISBN: 978-987-1847-11-21. Narrativa Argentina. I. Ttulo.CDD A863Fecha de catalogacin: 23/10/2013.CIECS (CONICET y UNC)www.ciecs-conicet.gob.arcec@ciecs-conicet.gob.arCOMIT DE ENERGIA DE CORDOBAConsejo Directivo Sergio Devalis. CIECS (CONICET-UNC) - Coordinador.Arturo Della Barca. (ELECTROPART CRDOBA SA)Carlos Ferrari (UTN, ELECTROINGENIERIA-ICS SA)Gustavo Gattoni (Empresa Provincial de Energa de Crdoba) - EPECWaldoGeremia. (Empresa Provincial de Energa de Crdoba) - EPECLucas Sella Piedrabuena (DEGRA ARGENTINA SA)Comisiones de TrabajoEnerga elctrica:. Carlos Ferrari (Electroingeniera ICS SA y UTN),Pablo Frezzi. (Electroingeniera ICS SA y UTN).Generacin Distribuda y Redes Inteligentes: Miguel Piumetto (UNC),JuanCarlosGmezTargarona(UNRCyUTN)yJorgeVaschetti(UTN).Energa del Transporte: Enrique Moiso (UNC-IPLAM),Guillermo Irs(UNC-IMPLAM),Augusto Bravo (UNC ), Csar Alonso (UNC).Eficiencia Energtica: Lucas Sella Piedrabuena (DEGRA de Argentina),Gabriel Gmez (UNC), Ladislao Math (UNC).Vectores Energticos:Ramiro Rodrguez (UNC), Ezequiel Leiva (CO-NICET-(UNC). Energa Solar:Jorge Barral (UNRC), Mario Pierantonelli (UNVM), Emi-lio Gudemos (UNC).Energa Hidrulica: Santiago Reyna (UNC),Mara Lbaque (UNC), Te-resa Reyna (UNC).Biomasa:Ramiro Rodrguez (UNC), Marta Rodrguez (UNVM),Ge-rardo Sucani Terreno (UNC).Energa Nuclear:Hctor Alfredo Malano (UTN), Gustavo Alfredo Bus-tos (UTN), Pablo Cantero (UTN), Carlos Alberto Fernndez Ace-vedo (UTN), Francisco Atilo Gazzera (UTN).Energa Elica: Sergio Preidikman (CONICET-UNC), Arturo Della Barca(ELECTROPART CRDOBA SA).Economa en la energa:Hctor Daniel Gatts (UNC), Donaldo Sloog(UNC), Emilio Gatts (UCC).Regulacinenergtica:GustavoGattoni(EPEC),MirtaGariglio(UBA), Carla Devalis (Bec. CONICET-UNC). Electrnica de potencia para la integracin de energas renovables:GuillermoGarca(CONICET-UNRC),GermanOggier(CONICET-UNRC),Laureano Piris Botalla (Bec. CONICET- UNRC), Andres Mi-guel Airabella (Bec. CONICET-UNRC), Roberto Carballo (Bec. CO-NICET-UNRC), Rubn Nez (Bec. CONICET- UNRC), Aldo Benitez(Bec. CONICET- UNRC), Jonathan Bosso (Bec. CONICET-UNRC).Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba8ndiceIntroduccin ........................................................................................Modelo de crecimiento del sistema elctrico de la provincia de Crdoba. Perodo 2010-2040Carlos Ferrari;Pablo Frezzi..............................................................Impacto de la Red Inteligente y la Generacin Distribuida en los sistemas elctricos de distribucinJuan Carlos Gmez Targarona; Miguel Piumetto;Jorge Vaschetti......................................................................................Urbanizacin, movilidad y demanda energticaGuillermo Irs; Enrique Moiso; Augusto O. Bravo; Csar S. Alonso ....................................................................................Eficiencia energticaGabriel Gmez; Lucas Sella Piedrabuena; Ladislao Math ............Hacia un aprovechamiento ptimo de las energas sustentables: vectores energticosEzequiel Leyva; Ramiro Rodrguez ....................................................Pautas para el desarrollo de la energa solar en CrdobaMario Pierantonelli; Jorge Barral; Emilio Gudemos ........................La energa hidroelctrica en Crdoba ante el paradigma ambientalSantiago Reyna; Teresa Reyna; Mara Lbaque................................Participacin de la energa nuclear en la matriz de generacin elctricaHctor A. Malano, Gustavo A. Bustos, Pablo Cantero, Carlos A. Fernndez Acevedo, Francisco A. Gazzera. ....................Potencial de produccin de electricidad e hidrgeno a partir de biomasa en la Repblica ArgentinaRamiro Rodrguez; Csar Martinelli; Mirta Roitman........................Los autores............................................................................................Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba10INTRODUCCINEste libro es el resultado de un plan de trabajo de investiga-ciones coordinado por el Comit de Energas Crdoba (CEC). Entresus antecedentes inmediatos, mencionamos el Seminario sobre Cam-bio de la matriz energtica argentina: acciones tecnolgicas y polticastendientes a la diversificacin, organizado por el Centro de Investiga-ciones y Estudios sobre Cultura y Sociedad (CIECS-CONICET, UNC) yel GIZ(Sociedad Alemana de Cooperacin Internacional) en octubrede 2011. Durante su desarrollo se asumi la necesidad de continuarcon el intercambio de experiencias relacionadas con el uso de recur-sos energticos, conceptualizar la matriz energtica para las distintasregiones del pas y analizar las situaciones de uso de las energas re-novables en el nuevo escenario regional.A partir de la convocatoria del Departamento de Empresasy Energas Renovables del CIECS se cre el Comit de Energas Cr-doba, con la intencin de promover la reflexin y el debate respectoa la generacin de energa y su aporte al desarrollo sustentable. Asi-mismo, se propuso impulsar iniciativas relacionadas con el cambioen la matriz de energas de Crdoba a partir de la investigacin, do-cencia y desarrollo de modelos a travs de proyectos relacionadoscon la diversificacin de la matriz de energa de Crdoba, cuyo estu-dio y compromiso social permitan la fundamentacin de la viabilidady la plena justificacin econmica de cada una de las propuestas quese presenten.Consecuente con los lineamientos planteados por el CEC, laSecretara de Desarrollo Energtico de la Provincia de Crdoba cele-br un convenio con el CONICET y el CIECS a los efectos de apoyar lagestin de proyectos del CEC que conformaran una propuesta integralde iniciativas ambiental, econmica y socialmente viables en el m-bito de la provincia de Crdoba, para una nueva matriz energtica.EL CEC se ha conformado entendiendo que las empresas, losrganosderegulacin,elCONICET,lasuniversidadesyelEstadodeben trabajar unidos sinrgicamente para el logro de estos objetivosy enfocar a travs de un enfoque interdisciplinario que adems decumplir los aspectos tecnolgicos, tambin tenga la capacidad paraevaluar y proponer soluciones que sean econmica, social y ambien-talmente beneficiosas para la generacin de energa a travs de for-mas no convencionales y la eficiencia energtica como prioridad enlas polticas pblicas. Para dar respuesta a ese desafo se crearon comisiones deinvestigacin conformadas por expertos del CONICET, de las univer-sidades, de empresas pblicas y privadas y de organismos pblicos,que con una mirada sistmica plantean escenarios posibles y respon-sables en nuestro territorio que impliquen avances hacia el desarrollosostenible. En los equipos participan investigadores del CONICET, laUniversidad Nacional de Crdoba (UNC), Universidad Tecnolgica Na-cional (UTN), Universidad Nacional de Ro Cuarto (UNRC), Universi-dad Nacional de Villa Mara (UNVM), la Empresa Provincial de Energade Crdoba (EPEC),ELECTROINGENIERA ICS S.A.,DEGR DE AR-GENTINA S.A., ELECTROPART CRDOBA S.A. y el Instituto de Planifi-cacindelreaMetropolitanadelGobiernodelaProvinciadeCrdoba (IPLAM).Comoprimerresultadodeestasinergiasepresentaestelibro, que tiene como objetivo principal relevar con el mayor rigoracadmico y de modo independiente la situacin de la provincia deCrdoba y sus fuentes de energa y recursos energticos, entre elloslos renovables, y su desarrollo futuro respecto del uso de nuevas fuen-tes de energa para Crdoba buscando aportar una visin hacia la sus-tentabilidad energtica. Los estudios que se presentanreflexionansobre cmo se genera la energa, su uso eficiente y las potencialidadesque plantea el uso de las energas renovables no convencionales, con-sideradas stas como suministro de importancia para la red troncalen un esquema de generacin distribuida.Un modelo de crecimiento del sistema elctrico en la provin-cia para los prximos treinta aos es planteado por Ferrari y Frezzi,partiendo de la situacin actual del sistema elctrico y el anlisis dela eficiencia del modelo.Se presenta la proyeccin de la demanda depotencia y consumo de energa elctrica y las inversiones necesariaspara acompaar el desarrollo de la provincia.Una mejor organizacin del consumo, de un sistema de ges-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba12tin de la energa o de cambios de comportamiento de las personas uorganizaciones, entre otros factores, definen la Eficiencia energtica.Sella Piedrabuena, Gmez y Math revisan los antecedentes de pro-gramas sobre Eficiencia energtica a nivel nacional en las tres ltimasdcadas, destacando lo ya recorrido y lo que falta. El artculo realizatambin un anlisis de los costos asociados a los distintos estudiosde potencial (tcnico, econmico alcanzable y el de un programa enparticular) y las posibles lneas de financiamiento.La importancia de la Generacin Distribuida y la Automati-zacin Inteligente se hace evidente en un sistema elctrico de distri-bucindemediatensin,talcomolosealaelartculodeGmezTargarona, Piumetto y Vaschetti, quienes evalan las ventajas, des-ventajas y su aporte a la calidad de potencia.La relacin entre escala y conformacin urbana-modos detransporte, y su transferencia necesaria a las demandas de energa esplanteada por Irs, Moiso, Bravo y Alonso. Los autores proponen ac-ciones sobre las variables prioritarias para un proceso de planifica-cin en la escala regional, como son los usos del suelo y la movilidad.En el primer caso se ensaya un modelo que promueve una mayor den-sificacinevitandounainnecesariaexpansinsuburbana,aunquemanteniendo un constante ensamble con reas verdes. En la variablede movilidad se plantea una alternativa superadora para el sistemavial metropolitano y un plan de transporte pblico guiado que utiliza,en la medida de lo posible, los espacios ferroviarios disponibles.La importancia de los vectores energticos que almacenanlas fuentes de energa para liberarlas en forma controlada se destacaen el artculo de Leyva y Rodrguez. El estudio hace hincapi en ana-lizar la factibilidad del uso del hidrgeno como vector energtico parael aprovechamiento de la energa elica disponible en la provincia deCrdoba, con fines del transporte vehicular y el uso de las baterasde ion-litio con anlogos fines.El aprovechamiento de la energa hidroelctrica registra an-tecedentes de siglos en la provincia de Crdoba, que siempre ha re-currido a ella por las caractersticas naturales de su territorio y el bajonivel de contaminacin de su uso. Reyna, Reyna y Lbaque nos des-criben la historia de la hidroelectricidad en Crdoba, los aprovecha-mientos existentes y las posibilidades de desarrollo de los sistemasde turbinado/bombeo y las microturbinas para lugares aislados. La participacin de la energa nuclear en la matriz de gene-racin elctrica es analizada por Malano, Fernndez Acevedo, Gaz-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba13zera, Bustos y Cantero. El artculo informa sobre aspectos histricosde esta tecnologa en la provincia de Crdoba y la situacin actual anivel nacional e internacional. Finalmente, se proponen dos proyectospara la generacin de energa elctrica de origen nuclear en el futuromediato, uno de gran potencia y otro depotencia media-baja con apli-cacin de la tecnologa CAREM de desarrollo totalmente nacional. Elanlisisdelasposibilidadesdeaprovechamientodelaenerga solar en la provincia de Crdoba lo realizan Pierantonelli, Gu-demus y Barral. El artculo parte de una evaluacin del recurso solaren la provincia y se describen varias alternativas para su utilizacin;la provisin de energa elctrica y agua para puntos aislados, la posi-bilidad de fabricacin local de colectores trmicos, proyectos de ge-neracinfotovoltaicamayoresa1MW,ladisponibilidaddelaboratorios especializados en energa solar en universidades y la in-clusin de vehculos elctricos en la matriz de transporte alimentadoscon energa solar y como parte de una red inteligente.Por ltimo, la ubicacin del recurso biomsico en las distin-tas regiones geogrficas de Argentina es descrita por Rodrguez, Roit-man y Martinelli. Se estima la generacin potencial de electricidad ysu costo as como la cantidad anual de combustible fsil que podraser reemplazado por hidrgeno biomsico con la consecuente reduc-cin de emisin de CO2. Como ejemplo se estima el aprovechamientotrmico de la biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita,provincia de Crdoba, con un potencial de generacin aproximado de400.000 MWh/ao.Cualquiera sea la fuente de generacin de energa que se pro-picie, se deben repensar los mercados energticos y el rol del Estadoen la definicin y regulacin del sector. Profundizar estrategias de aho-rro de energa a travs de su utilizacin eficiente y promover e invertiren las fuentes renovables no convencionales permitir aumentar laautonoma energtica y mitigar los efectos del cambio climtico.Sergio Devalis Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba14MODELO DE CRECIMIENTO DEL SISTEMA ELCTRICO DE LA PROVINCIA DE CRDOBAPERODO2010-2040ELECTRIC SYSTEM GROWTH MODEL IN CRDOBA PROVINCE - ( 2010-2040 ) PERIODCarlos FerrariPablo FrezziResumenEl continuo crecimiento de la demanda de potencia en el sis-tema elctrico provincial debe ser acompaadocon un adecuado des-arrollo de infraestructura y as lograr mantener la calidad del servicioen los niveles exigidos por el cliente.En busca de tal objetivo las empresas distribuidorasconjun-tamenteconotrasentidadescompetentes,debenfijarunametacomn: definir un modelo de crecimiento.Para la definicin del modelo, es necesario contar con datosestadsticos de consumos y demandas de energa elctrica decadauno de los sectores, patrones de desarrollo social y crecimiento po-blacional entre otros.Esto plantea la necesidad de trabajarinterdisciplinariamenteutilizandolaexperienciayelconocimientotantodeprofesionalescomo de entidades estatales, universidadesy empresas privadas.Este trabajo proponeun modelo sustentable de crecimientode la infraestructura del sistema elctrico provincialy evala las in-versiones necesarias para lograrlo.Palabras claves: Planificacin, Inversiones, Proyeccin, Mo-delo, Sistema Elctrico de Distribucin. AbstractThe continuous growth of power demand in the provincialelectric system must be accompanied with a suitable infrastructuredevelopmenttomaintaintheservicequalityleveldemandedbyclients.Searchingsuchobjective,thedistributioncompanies,to-gether with other competent entities, must determine a common goal: to define a model of growth .To define this model, it is necessary to gather statistical in-formationaboutelectricpowerconsumptionandenergydemandfrom each sector, social development and population growth patterns,among others.This gives raise to the need of an interdisciplinary work usingbothexperience and knowledge of professionals, state entities, uni-versities and private companies.Thisworkproposesasustainablemodelofinfrastructuregrowth of the provincial electric system, and evaluates the necessaryinvestments to achieve this model.Keywords: Planning, Investments, Projection, Model, Electri-cal Distribution System .IntroduccinLa importancia de Planificarla Infraestructura del SistemaElctrico Planificar tiene como objetivoanalizar, pronosticar, deter-minaryanticiparlasnecesidadesdeobrasdeinfraestructurayequipamiento, para satisfacer de forma eficiente y confiable el crec-imiento de la demanda y consumo de energa elctrica en un perododeterminado.Para definir la ubicacin de centrales de generacin, esta-ciones transformadoras, redes de transmisin y distribucin, es im-prescindible conocer con precisin la localizacin geogrfica de lafutura demanda. La determinacin de la futura demanda tiene una incertidum-bre asociada, ya que son muchas las variables que intervienen, comoser: polticas econmicas, crecimiento demogrfico, escenarios inter-nacionales etc,que pueden modificar las proyecciones realizadas. Cuandoseplanificaesmuyimportanteconsiderar,elmo-mento en que se necesitarn las instalaciones, y el tiempo que llevarsu ejecucin, incluyendo los costos asociados.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba16Un pronstico equivocado puede dar lugar a faltantes de en-erga acarreando costos, que muchas veces superan las inversionesno realizadas oportunamente.Por el contrario, si las previsiones resultan superiores a lasnecesarias, los costos de oportunidad pueden ser elevados, al tenercomprometido un importante capital improductivo por largos perodos.Una correcta planificacin es la base para la toma de deci-siones de las autoridades competentes y determina los lineamientosamedianoylargoplazodelasinversionesyrecursosnecesarios,para brindar un servicio elctrico de excelencia. Existen distintos mtodos desarrollados para la proyeccinde la demanda en los sistemas elctricos, donde se plantean algorit-mos y el modelado con ecuaciones mediante la utilizacin de softwareespecficos desarrollados para tal fin. Dichas herramientas arrojan re-sultados aceptables en sistemas con un desarrollo previsible pero sevuelven ineficaces cuando las variables se incrementan o tienen uncomportamiento aleatorio.Por esta razn es conveniente encarar el trabajo con unametodologa propia. Para ello realizaremos un anlisis particular decada situacin, de cada rea, y de cada necesidad, para luego definirlas inversiones necesarias, tanto en generacin como en distribucinen los distintos niveles de tensin.Es importante diferenciar dos procesos que utilizaremosfre-cuentementeen la determinacin del modelo que son: Proyeccin: Es un proceso que utiliza datos del pasado, quecombinadossistemticamenteenunaformapredetermi-nada, permiten realizar estimaciones a futuro. Prediccin: Es un proceso de estimacin de requerimientosfuturos, basados en consideraciones subjetivas.Factores que determinan el crecimientoEn los ltimos aos el modelo de desarrollo econmico delpas, ha mostrado un aumento del consumo de energa elctrica, ten-dencia que sin dudasse mantendr.Enunfuturocercanoseobservaruncrecimientoecon-mico,protagonizado por sectores rurales, que progresivamente seMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba17irn industrializando, sumado a esto se prev la construccin deim-portantes grupos habitacionales en el interior de la provincia. Por estasituacin, las empresas distribuidoras se enfrenta-rn con una demanda social desuministro de energa que debercumplir con las exigencias de calidad, medio ambiente y precios ade-cuados.Remitindonosa los datos estadsticos de los ltimos aos,observaremosunimportanteincrementodelconsumodeenergaelctrica en los departamentos que rodean la capital, como: Punilla,Santa Mara, Coln, Ro Primero y Ro segundo.Esto se debe a quetantolapoblacincomodeterminadasindustriasseestndespla-zando a localidades perifricas donde los terrenos tienen menor pre-cio.Estodacomoresultadolaformacindenuevoscentrosindustriales y urbanos con un alto requerimiento de energa elctrica.Consideramos que a mediano plazo, con la construccin del segundoanillo de circunvalacin, esta situacin se intensificar.El marcado desarrollo vertical de las construcciones en elcentro de la capital de la provinciay sus barrios aledaos,incre-mentaenformaprogresivaladensidaddepotenciaelctricaobli-gando a que la empresa distribuidora utilice nuevas tecnologas entransformacin y distribucin, cuyos costos son sensiblemente supe-riores a las de tipo tradicional.Otro elemento que en la ltima dcada ha tomado relevanciaarrastrado porla suba internacional del precio de los productos agro-pecuarios, es el riego artificial, que en nuestra provincia ha requeridouna importante demanda de potencia y energaa la empresa distri-buidora yacooperativas. En el grfico se puede observarque el cre-cimientovertiginosodelconsumodeenergaelctricaporesteconceptono guarda una relacin fuerte con el nivel de precipitacio-nes pero si con la demanda internacional de productos del campo ycon el preciode la energa elctrica. El desarrollo de la infraestructura del sistema elc-trico,tiene una relacin directa con lo citado en prrafos anteriores,razn por la cual es necesario un trabajo sincronizado entre los dis-tintos sectores que definen las polticas de crecimiento.Si estos sectores determinanpatrones de desarrollo concre-tos los costos de infraestructura se reducirn sustancialmente, y aspodrn ser evaluados con la suficiente anticipacin. Es importante la participacin de centros de estudiosregionales, universidades, entidades del estado y empresas apor-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba18tando ideas que ayuden a planificar el crecimiento no slo conside-rando la provincia, si no tambin incluyendo la regin.Procedimientopara el desarrollo del modeloEl objetivo de planificar la expansin del sistema elctrico,es determinar la necesidad denuevas centrales de generacin,delneas detransmisin y de distribucinpara atender la demanda fu-tura de energa elctrica respetando las siguientes premisas:1. Mnimo costo:Minimizar la sumatoria de los costos de in-versin,operacinyenerganosuminis-trada.2. Confiabilidad:Establecer mrgenes de reserva y calidadde las instalaciones para asegurar el sumi-nistro a los clientes.3. Sostenibilidad medioambiental:Generar y distribuir laenerga con el mnimoimpacto ambiental.En la modelacin del desarrollo delSistema Elctrico Pro-vincial se consideran dos puntos bsicos:Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba191- El crecimiento del sistema de generacin provincial.2- Laexpansindelainfraestructuradetransformacin,transmisin y distribucin para el transporte de energaelctrica.En pos de lograr los nivelesde confiabilidad y calidad dese-ados en el suministro de energa,ambas infraestructuras deben des-arrollarsede manera sincronizada.Es importante resaltar que el modelo se encuentra alineadocon la planificacin nacional pero con una visin regional denecesi-dades y posibilidades de nuestra provincia.En el siguiente esquema se muestra el procedimiento utili-zado para la obtencin de unfactible sistema elctrico provincialpara atender los requerimientos futuros.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba20- SITUACINAL AO BASEDEL SISTEMA ELCTRICO DE LAPROVINCIA DE CRDOBAMatriz de energa elctrica de la provincia ao base (2010)Es importante tener presente que la matriz de energa elc-tricadel sistema nacional como del provincial sufren cambios en fun-cin de las nuevas centrales que ingresan al sistema, por esta raznhacemos referencia al ao para el cul se define la matriz.Laenerga elctrica utilizada en Crdoba proviene de gene-racin provincial y degeneraciones ubicadas en el resto del pas queingresan al SIP (Sistema Interconectado Provincial) a travs de las es-tacionesde500kV.Esporstaraznqueparadefinirlamatrizdenuestra provincia,es necesario determinar el porcentaje de energatomada del sistema nacional, cuya matrizes distinta a la provincial.Se aclara que la energa de origen nuclear se considera que perteneceal sistema nacional.Matriz de consumo de energa elctricadel pas ao2010(informacin de Cammesa)Energa de origenTrmico (combustibles fsiles) 58,60%Energa de origen Hidrulico 35,50%Energa de origen Nuclear 5,80%Energa de origen Renovable 0,09%Otras 0,01%100,00%Origen de la energa elctrica consumida en la provincia Crdoba ao 2010(Informacin de la Secretara deEnerga)Energa de origenTrmico(combustibles fsiles) provincial 44,83%Energa de origen Hidrulico provincial 16,05%Compra al SIN (Sistema Interconectado Nacional) 39,07%Energa de origen Renovable 0,00%Otras provinciales 0,05%100,00%Matriz de consumo energa elctrica resultanteprovincia de Crdoba ao 2010Energa de origenTrmico (fsiles) 68,54%Energa de origen Hidrulico 29,45%Energa de origen Nuclear 1,91%Energa de origen Renovable 0,04%Otras 0,05%100,00%Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba21En el grfico se ha representado la matriz resultante deconsumo de energa elctrica en la provincia de Crdoba, se apreciaque predominala energa correspondiente a la generacin con com-bustibles fsiles lo que trae aparejado una importanteemisin deCO2.Para determinar la emisin de CO2 correspondiente a lamatriz resultante de la provincia de Crdoba, tomaremos el clculodel factor de emisin de todo el pas para ao 2010 realizadopor laSecretara de Energa de la Nacin. Eneste casoutiliz el mtodosimple por que la generacin de bajo costo (no fsiles), representabamenos del 50% de la total. El valor obtenido poresta secretaraes elsiguiente:Margen de Operacin=0.533 [tCO2 / MWh ]Este factor de emisinnacional no incluyela emisin co-rrespondiente a la energa importada y ha sido desestimado el con-sumodebiodieselporrepresentarsolo0.2%deltotaldelGasOilconsumido para generacin. Todos los clculos han sido realizadoscon los datos de combustibles utilizados para generacin, y se ha con-siderado que el total de la energa generada se consumi en el sis-tema.En la tabla siguiente se citan los valores de factor de emisincorrespondiente a los diferentes combustibles, los que han sidouti-lizados para los clculos.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba22Combustible Factor de emisinGas Natural (GN) 1,951 tCO2/dam3Fuel Oil (FO) 3,197 tCO2/tGas oil (GO) 3,176 tCO2/tCMi (Carbn Mineral) Nacional2,335 tCO2/tCMi (Carbn Mineral) Importado2,803 tCO2/t(Fuente : Segunda Comunicacin Nacional de la Repblica Argentina sobre Cambio Climtico)Con los datos de consumo de combustibles para generacinde energa elctrica del ao 2010 de la provincia,y los factores deemisin citados en la tabla,calculamos las emisiones por tipo de com-bustible para el ao referido y posteriormente determinamos el mar-gen de operacinprovincial.Emisiones por tipo de combustible utilizado para generacin de energa elctrica en la provinciade Crdoba ao 2010 [tCO2]GasoilFuel oilGas natural174.874 228.531 1.499.322Margen de Operacin de generacintrmicade la provincia de Crdoba ao2010Generacin trmica provincial (fsiles) 3.450.259 MWhEmisiones 1.902.727 tCO2Margen de operacin 0,551 tCO2/MWhEs importante observar que el margen de operacin de laprovincia es mayor que el nacional,esto se debe fundamentalmentea que en el ao 2010 el porcentaje de generacin nacional con centra-les de ciclo combinado fue de 67%, comparado consolo 36% corres-pondiente a esta tecnologa enla provincia de Crdoba.Finalmente determinamos la emisin total de CO2 asociadaal consumo deenerga elctrica en la provincia, considerando el ori-gen y cantidad de la misma.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba23Emisin total de CO2asociada al consumo de energa elctrica en laprovincia de Crdoba ao 2010Margen deMargen de Energa elctrica Energa elctrica Emisinoperacinoperacin consumida de consumida de total del Sistemadel Sistema origen fsil origen fsilProvincial Nacional generada en generada enla provincia resto del pas[tCO2/MWh] [tCO2/MWh] [MWh] [MWh] [tCO2]0,551 0,533 3.450.259 1.814.394 2.868.164Distribucin de la energa elctrica en el sistema provincialConsiderando el actual sistema elctrico provincialcomouna unidad de consumo de energa, y analizando detalladamente sudistribucin, arribaremos a lo expuesto en elsiguiente esquemaco-rrespondiente al ao 2010 tomado como base.En este esquema se muestran los porcentajes de energa co-rrespondientea consumidores en los distintos niveles de tensin ylo referente a prdidas tcnicas del sistema, los valores porcentualesson aproximados por no disponer de la totalidad de la informacin.Esta energa es producida en distintas centrales de genera-cin, algunas situadas en territorio provincialy otras fuera de la pro-vincia, en ambos casos es generada con diferentes tecnologas.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba24El ingreso de energa elctrica al SIP (Sistema InterconectadoProvincial) se establecede la siguiente manera: Centralesdegeneracinprovincialesqueingresanalasredes de MT y AT del SIP (Sistema Interconectado Provin-cial). Lneas de AT de interconexin conprovincias limtrofes. Conexin al SIN (Sistema Interconectado Nacional) a travsde estaciones de transformacin de 500 kV /132kV. Generadores privados conectados al SIPCon los datosdela energa que se entrega al sistemay laque realmente reciben los consumidores sedetermina la eficienciaenergtica de la distribucin como:Eficiencia energtica de la distribucin=Energa entregada al clienteEnerga entregada a la redEED[%] = 84.6%(Prdidas tcnicas y no tcnicas representan 15.4% del total de energaentregada ala red)Distribucingeogrfica del consumode energa elctrica delao base (2010).En los siguientes tres grficos, se muestra la distribucin por-centual del consumo de energa elctrica en los distintos departamen-tosdelaprovincia,distribucindelaenergaelctricafacturadasegn el tipo de cliente y planilla con datos relevantes de la provincia. Si analizamos en la tabla siguiente los valores porcentualesde la cantidad de clientes en relacincon lafacturacin de energaelctricaquelecorrespondeacadauno,observaremosqueel(39.74%)de la energa facturada corresponde al sector industrial.Estodemuestra que la provincia de Crdoba posee una gran fuerzaindustrial, pero concentrada en un nmero reducido de clientes (0.49%) comoautomotrices, metalmecnicas, petroqumicas, aceiteras,etc. Esta situacin lleva a quela ponderacin de la actividad indus-trial en el modelo sea muy importante. Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba25Distribucin porcentual del consumo de energa elctrica pordepartamento.Conreferencia a lo facturado al sector comercial (14.47%),tienen un alto grado de incidencia los consumos de grandes reas co-merciales como galeras, shopping, hipermercados entre otros.Si observamos elconsumo en Alumbrado Pblico (4.44%),ste se encuentra dentro de los estndares de otras provincias de ca-ractersticas similares a la provincia de Crdoba.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba26Una situacin particulares el sector residencialal que le co-rresponde el(85.82 %),deltotal de clientes, este es el sector quetiene mayor participacinen el gasto administrativo y de manteni-miento de las empresas distribuidoras.DATOS RELEVANTES DE LA PROVINCIA DE CORDOBA AO 2010 La planilla ha sido elaborada con informacin obtenida de la Secretara de Energade la Naciny de la Secretaria de Estadsticas y Censos de la Provincia.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba27INDICESDECRECIMIENTO DEL CONSUMO DE ENERGA ELC-TRICA Y DEMANDADE POTENCIA. Estadsticas de energa elctrica facturada en la provinciaPara realizar las proyecciones de consumos de energa elc-trica y demanda de potencia, es necesario recurrir a los datos esta-dsticosdeenergafacturadadelosltimos40(cuarenta)aos,realizada a los diferentes tipos de clientes de toda la provincia. Estainformacin se tom de la base de datos de la Secretara de Energade la Nacin y se muestran el la siguiente tabla.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba28Desarrollo de ndices de crecimiento del consumo de energa ydemanda de potenciaAnalizando los diferentes mtodos que seutilizan para laproyeccin del consumo de energa y demanda de potencia, se con-cluye: que por tratarse de una estimacin a largo plazo estos proce-dimientosno tendran los resultados esperados.Esta circunstancia conduce a la bsqueda de una metodolo-ga propia, que permitaacompaar el crecimiento de la demanda, eir dotando al sistema de los elementos de infraestructura necesariosen elmomento indicado.Para definir los futuros requerimientos de energa y demandade potencia se utilizan como base los datos histricos de valores fac-turadostotalesaclientesresidenciales,industriales,comerciales,riego, entidades oficialesyotros, en el perodo1970 - 2010. Se tomacomo lmite el ao 2010 por ser este el ltimo ao del quese disponede la informacin necesaria.El horizonte de la planificacin es el ao 2040, si bien setrata deuna meta ambiciosa, se considera que son estimacionesv-lidas paraconocerla tendencia de la expansindel sistema elctricode la provincia de Crdoba.Resaltamos que los cambios polticos a nivel nacional comointernacional tienen una marcada incidencia en el requerimiento deenerga elctrica, situacin sta que incidir en forma notoria en elmodelo.Otro factor a tener en cuenta y que ha tomadoimportanciaen los ltimos aos, es elincremento de los consumos comerciales yresidenciales como consecuencia de la reduccin en los precios rela-tivos de los artefactos elctricos y de confort.Observandodetenidamentesuevolucin,encontraremosuna asociacin marcada entre dicha variacin y una funcin peridicalo que nos lleva autilizar la siguiente expresin en el modelado:Y = K + A sen (2 X/T + )Y = Funcin ndice interanual de crecimiento [%]K = Valor promedio del ndice interanual de crecimiento[%]A = Amplitud de la variacin interanual del ndice [%]T = Perodo de la funcin[aos]X = Variable independiente[aos]= Desplazamiento inicial[adimensional]Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba29En elsiguiente grfico se aprecia la evolucin del ndice devariacin interanual de la facturacin total de energa en la provinciade los ltimos 40 aos.Lafuncinpresentaunvalordecrecimientointeranualmedio ( K ) modulado por la funcin peridica, poniendo de mani-fiesto una variacincclica.Se verifica que el perodo de la funcin en todos los sectoresque consumen energa oscila entre 6(seis) y 7 (siete) aos.Delanlisisdelavariacindelndiceinteranualdecreci-miento, se desprende que existenvalores muy apartados del valormediode la funcin definida. Estos valores coinciden con las crisisde los aos 1989/1990 y 2001/2002.Lafuncin peridica planteada se utiliza para proyectar losfuturos consumos de energa y demandade potenciapara cada tipode cliente y zona en que se ha dividido el territorio provincial. La composicinalineada de las funciones ndice de cadatipo de cliente por departamento y zona, da como resultado el ndiceque se aplica para la proyeccin de cada una de las zonas en que hasido dividida la provincia.Un procedimiento alternativo podra ser el clculode un in-dicador medio de crecimiento interanual para realizar la proyeccin,pero de esta manera no sera posible conocer el comportamiento delindicador en el tiempo. La metodologa propuesta determina la forma en que varael crecimiento, y permite definir con mayorprecisin el monto y laMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba30temporalidad de lasinversiones en infraestructura necesarias.La funcin obtenida con este mtodo para la proyeccin delconsumo de energa, se afecta posteriormente por dos funciones: laprimera, correspondiente a laimplementacin de una poltica de efi-ciencia energtica que se desarrolla en el siguiente punto.La segunda,se aplica para llevar los valores de energa facturadaa energa con-sumida, incorporando de esta manera las prdidas tcnicas y no tc-nicas.Enloquerespectaalndiceparalaproyeccindelade-manda de potencia, se le aplica nicamente la funcin de eficiencia,ya que la informacin corresponden a potencias simultneas ledasen instrumentos, por lo tanto incluyen la totalidad de las prdidas. La eficienciaen el modeloLaeficienciaenergticaformapartedelmodelodecreci-miento y es un recurso al que tenemos que recurrir. Es indiscutibleque la posibilidad de obtener los mismos niveles de desarrollo y con-fort con menor consumo de energa, es un objetivo bsico para garan-tizar la sustentabilidad de nuestra economa en el largo plazo.Es indudable que ya se han producido y se seguirn produ-ciendo cambios en la eficiencia de equipos elctricos como tambinen elcomportamiento de la sociedad con respecto a la utilizacin dela energa elctrica.Por lo planteado se hace necesario considerar enel modelode crecimiento una funcin que atene la proyeccin de la demandade potencia y consumo energa elctrica para darle mayor realidad almismo. Se formularon y aplicaron alternativamente tres funcionesde eficiencia en la proyeccin, una lineal, una parablica y otra linealpor perodo.La lineal no mostr con fidelidad el resultado de la aplicacinde una poltica deeficiencia donde el ser humano es un agente de-terminante,conlaparablicaseobtuvounamayoraproximacinpero no lo suficiente como para optar por su aplicacin.Por ltimo la lineal por perodos fue la ms representativapermitiendo incorporar en la funcin los resultados de un comporta-miento social.En el siguiente grfico, se representan las tres funciones des-arrolladas.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba31La funcin lineal por perodos, presenta una mayor atenua-cin al principio de la proyeccin, una media en los tramos interme-diosy baja al final.El primer tramo denota que al comenzar la aplicacin de lapoltica de eficiencia, se obtienen resultados significativos, el ltimotramo indica que se hace cada vez ms difcil reducir el consumo ha-biendo ya aplicado unapoltica de ahorro de energa. En el modelo se ha planteado llegar al ao 2040 con una re-duccin en la demanda de potencia y en el consumo deenerga elc-trica de 10%. Esto significa que, aplicando polticasadecuadas talescomo: mantener informados a los clientes sobre la correcta utilizacinde la energa, mejorar la infraestructura de distribucin, realizar cam-bios enniveles de tensin de distribucin, reemplazar tecnologasobsoletas por nuevas mseficientes, instrumentar un control eficazde prdidas no tcnicas etc. Se lograr el objetivo previsto.Si nose toman las medidas necesarias indudablemente sellegar al horizonte proyectado con un mayor requerimiento de ener-ga como demandadepotencia. Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba32Enel grfico se aprecia el comportamiento cclico del incre-mento de la demanda de potencia del escenariode mximo creci-mientoylaimportanciaquetienelaaplicacindeunapolticadeeficiencia energtica. Es indudable que la aplicacin de polticas de eficiencia,nosolo reducir la emisin de gases de efecto invernadero sino que inci-dir directamente en el monto de las inversiones necesarias en infraes-tructura del sistema elctrico. Es importante tambin tenerconcienciade que el consumo irresponsable consume nuestro futuroEn la funcin de eficiencia han sido considerados los siguien-tes puntos claves que no solo dependen de una poltica estatal sinotambin de una cultura social de eficiencia: Implementacin de sistemas de telemedicin ygerencia-miento de la distribucin. Migrar a transformadores con ncleos de alta eficiencia ymotores eficientes. Utilizacin delmparas de bajo consumo y posteriormentetecnologa led. Reduccin del consumo de energa controlando el nivellu-mnico en calles y rutas en horarios de baja circulacin. Participacin de las autoridades competentes y de colegiosdeprofesionalesdelaingenierareglamentandoypriori-zando lasconstrucciones eficientes. Capacitacin sobre el uso racional de la energaen escuelase institutos educacionales.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba33 Aplicacin de eficiencia energtica en edificios pblicos. Utilizacin del nivel de tensin ms favorable en redes dedistribucin de MT.-MODELACINDELSISTEMA ELCTRICOPROVINCIALZonificacin del territorio provincialpara el desarrollode lainfraestructura del sistemaelctricoPara el anlisis y desarrollo del crecimiento de la infraestruc-tura elctrica en el territorio provincial, es necesario definir zonas cons-tituidas por los diferentesdepartamentos, relacionados entre s con lainfraestructura elctricaactual del sistema de distribucin, ver mapa.Mapa zonificado Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba34Con este planteo se analiza en forma particular el ndice decrecimiento por lustro de cada departamento y de cada zonaparaposteriormente realizar la proyeccin tanto del consumo de energaelctrica como el de la demanda, temas que sedesarrollan en el puntosiguiente.Proyeccin de la demanda de potencia y consumo de energaelctricaPara desarrollar el modelo se plantearon tres escenarios decrecimiento posible, diferenciados por el nivel de demanda tanto depotencia como de energa.Para definir los valores de potencia de partida para la pro-yeccinse tomaron los correspondientes al mximo maximorum re-gistradoen cada uno de losltimos tres aos (2010-2011 y 2012). Con esta informacin se definieron los siguientes escenariospara el inicio de la proyeccin: el de mxima con el mayor valor dedemanda registrado en estos aos,el de media con el valor promediode los tres aos y el de base con el menor de ellos. En los tres casosse actualiz al ao de partida de la planificacin.Posteriormente se proyectaron estos valores con eln-dice decrecimiento interanual y se afectaron por la funcin deefi-ciencia.Esta secuencia de operaciones permiti proyectar los esce-narios de demanda de potencia para cada departamento y zona (vertabla siguiente) , para luegoplantear con ayuda del Software PSSE 32de la firma Siemens el crecimiento de la infraestructura del sistemaelctrico provincial.El desarrollo de la infraestructura se plantea para el es-cenario de demanda base, esto definela infraestructura para satisfa-cer un nivel bsico de necesidad.Si el desarrollo de la infraestructura se planteara para un es-cenario de mxima demanda, se estaran considerando situacionespuntuales de requerimiento de potencia que generalmente son oca-sionadas por fenmenos climticos, que en nuestra provincia se pro-ducen en perodos de altas temperaturas. En lo que respecta a la proyeccin del consumo de ener-ga, se toma como base el consumo del ao de partida y se proyectacon el ndice de crecimiento interanualafectado por la funcin de efi-ciencia y la correspondiente para llevar la energa facturada a consu-mida en todo el sistema.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba35En los siguientes grficos se pueden ver los resultados obte-nidos de la proyeccin.Proyeccin de la demanda en escenario de baseMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba36Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba37Enesteltimogrficosemuestraelcomportamientodelconsumo de energa elctrica anual por habitante, se puede observarun crecimiento constantedesde el ao 1970 que se acentaluego dela crisis del ao 2001/2002. Este comportamiento que en la proyeccin se ha mante-nido, responde a diferentes factores como uso masivo de electrodo-msticos y artculos electrnicos, crecimiento industrial, desarrollodel sistema de distribucin que incorpor nuevas poblaciones, utili-zacin del riego artificial para los cultivos, etc. Se puede observar que el consumo de energa elctricaenel escenario de base mantiene el nivel decrecimiento promedio delos ltimos treinta aos, mientras que en los escenarios de media yde mxima se espera un mayor crecimiento.Para realizar la proyeccin de la poblacin futura se utilizla base de datos de la Direccin de Estadsticas y Censos de la Pro-vinciacorrespondientealoscensosrealizadosenlosaos(1970-1980-1991-2001y2008),secalcularoncrecimientosmediosinteranuales entre censos y posteriormente se extrapol.Es oportuno resaltar que el crecimiento medio interanual ve-getativo de la provincia es del 1% mientras que el crecimiento mediointeranual de consumo de energa elctrica esmayor al 3% , este esuno de los elementos que explica elimportante aumento del consumode energa por habitante proyectado. Se ha supuesto que el crecimiento dela poblacin respondea un modelo exponencial continuo considerando que nuestra provin-cia responde a esta hiptesis. Posiblemente en los prximos 50 aosMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba38el comportamiento se ajuste a un Modelo Logstico comosucedecon algunos pases europeos.En el grfico siguienterealizado con informacin extrada dela base de datos estadsticos del Banco Mundial se puede observarel consumo de energa elctrica por habitante en otros pases y la va-riacin que tuvo en la primera dcada de este siglo.El nivel de consumo por habitante obedece a muchas va-riables como existencia de gas natural para usoindustrial y residen-cial,niveleconmicodelapoblacin,desarrolloderedesdedistribucin elctrica, desarrollo industrial del pas, entre otras.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba39Es importante puntualizar que la globalizacin y necesidadde energa de los pases desarrollados como el bajo costo de la manode obra de pases en desarrollo ha desplazado industrias de alto con-sumo energtico a estos ltimos. Si bien esta situacin mejora el nivel de vida de la poblacinles exige a estos pasesrealizar inversiones importantes para acom-paar la necesidad de energa, haciendo un uso intensivo de sus re-cursosenergticos.Estosepuedeobservarenelcrecimientoexplosivo del consumo de energa elctrica que ha tenido China en laltima dcada (197%). Anlisis y desarrollo de la infraestructura del sistema elctricoDefinida la evolucin de la demanda durante el perodo deanlisis (segn lo ya explicado)y la ubicacin geogrfica de dichaevolucin segn la zonificacinpropuesta, se analiz el impacto delcrecimiento en la demanda elctrica sobre la infraestructura elctricaexistente de la Provincia de Crdoba. Se utilizaron las siguientes fuen-tes de informacin para definir un escenario base correspondiente alao 2013: Base de DatosCammesa20121 Gua de Referencia Transener2012-2019 Gua de ReferenciaEPEC2010-20142A partir de las mencionadas fuentes, se elabor un escenariode infraestructura elctrica y demanda base para el ao 2013. En caso deinconsistencias en la informacin, especficamente en lo referente a va-lores de demandas, se utiliz la Gua de Referencia de EPEC como base.Se consolid una base de datos nica utilizando el SoftwarePSSE32. En dicha base, se consideraron todos los elementos de trans-misin elctrica comprendidos entre red 500 kV y bornes secundariosdel transformador de AT a MT. El anlisis se basa exclusivamente en flujos estticos los cua-les fueron elaborados por lustros. Las demandas fueron escaladas deacuerdo al lustro considerado y a su distribucin geogrfica. De estamanera, entre un lustro y su inmediato anterior aparecen violacionesa lmites de transmisin y/o restricciones. A fin de eliminar dichas vio-laciones, se fueron planteando diferentes obras de transmisin, talesMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba401 www.cammesa.com.ar2 No se obtuvo una Gua de Referencia ms actualizadacomo nuevas lneas, estaciones transformadoras, ampliacin de ca-pacidad de transformacin, equipamiento de compensacin de reac-tivo, etc. Una vez propuesto un grupo de obras de transmisin queelimin todas las violaciones crticas de transmisin, se prosigui amodelar el lustro siguiente utilizando el mismo planteo. De esta ma-nera, las obras propuestas para un determinado lustro se distribuye-ron convenientemente en dicho lustro considerando adems plazosde obra tpicos.Las obras de transmisin propuestas en este trabajo estnfuertemente correlacionadas con las hiptesis de inversiones de ge-neracin consideradas. Hiptesis de inversiones de generacin dife-rentes conllevan a diferentes obras de transmisin elctrica.En la decisin de inversin se prioriz la minimizacin delcostodelamisma.Porestaraznseaprovechlacapacidaddetransformacin existente con un margen de reserva equivalente alexistente en la actualidad. En casode saturacin de la capacidad detransformacin, se plantearon ampliaciones de estaciones transfor-madoras con incorporacin o cambio de transformadores. Cuandopor efecto del elevado nivel de transmisin de las lneas y su opera-cin por sobre la potencia natural de las mismas se evidenciaron cla-ros problemas de control de tensin y dficit de reactivo, se propusola instalacin de compensadores estticos de potencia reactiva tipoSVC (Static Var Compesator).Los intercambios de potencia activa y reactiva de la Provin-cia de Crdoba con el resto del SADI (Sistema Argentino de Interco-nexin)sesimularonmedianteequivalentesreducidosafindeaumentar la robustez del clculo y facilitar su convergencia. La ten-sin de los puntos de intercambio fue ajustada en cada escenario afin de que se encuentre dentro de los lmites establecidos por la nor-mativa vigente. En Anexo2se puede observarel diagrama resultanteal final de la proyeccincon estaciones transformadoras, lneas deinterconexin ybarras de AT y EAT.INVERSIONES NECESARIAS EN LA INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMA ELCTRICO PARAACOMPAARELDESARROLLODELA PROVINCIAMetodologa para la evaluacinde las inversiones El objetivo de este trabajo desde el punto de vista econmicoes determinar con una precisin aceptable las inversiones en la in-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba41fraestructura del sistema elctrico para acompaar el desarrollo in-tegral de la provincia.Para ello se plantea una metodologa que permite obtener elmonto de las inversiones y el momento en que stas sern necesa-rias.Los valores utilizados se corresponden con precios estn-dares de obras realizadas en la provincia yen el pas, referidos a Fe-brerodelao2013,expresadosendlaresestadounidensescotizacin oficial. Se ha definido el dlar para la evaluacin conside-rando que la mayora de los equipos que forman parte de la infraes-tructura elctrica se cotizan en esta moneda.En el siguiente grfico, observamos el desarrollo del sistemay los sectores donde se deben realizar las inversiones.(Sistema elctrico simplificado)La utilizacin del Software PSSE 32 de Siemens permiti defi-nir la expansin de la infraestructura desde la toma de energa del SIN(Sistema Interconectado Nacional) hasta las estaciones transforma-doras de AT a MT e incluyendo las generaciones ubicadas en territorioprovincial que se incorporaron. Para completar la necesidad de inver-siones desde ste punto hasta el medidor del cliente fue necesario de-finir mdulos de crecimiento por sector del sistema elctrico basadosen datos estadsticos del desarrollo poblacional, informacin de ur-banizaciones realizadas en los ltimos 20 (veinte) aos en la capital einterior de la provincia, ndice de crecimiento de clientes industrialesy comerciales, entre otros .Los diferentes tipos de mdulos se determinaron en base ala experiencia y criterio profesional de los autores de este trabajo,para posteriormente realizar su evaluacin econmica, obteniendo elprecio final de venta con IVA de empresa contratista.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba42Los mdulos referidos son: Redes de media tensin areas y subterrneas asociadas aEstaciones Transformadoras Centro distribuidor de media tensin (SEA). Cabina de medicin, proteccin y maniobras (CMP y M). Mdulo de transformacin urbano subterrneo y a nivelin-cluyendo la distribucin en baja tensin. Mdulo de transformacin urbano areo incluyendo la dis-tribucin en baja tensin. Mdulo de Subestacin para PH (propiedad horizontal). Mdulo de alimentacin rural con transformacin (MT/BT)Evaluacin y planificacin de las inversiones Con la informacinpormenorizadadel desarrollo de la in-fraestructura del sistema, obtenida con la utilizacin del citado Soft-ware,lospreciosestndaresdefinidosporlametodologaanteriormente descripta, los precios estndares de diferentes tecno-logas de generacin y los precios de obras de AT y EAT,se procedia evaluar las inversiones.Se tom como base el dlaral mes de Febrero del ao 2013y los precios correspondientes a venta con IVA. El lmite de la evaluacin econmica, es el punto de deriva-cin al clienteen la redde baja tensin, media o alta tensininclu-yendoel costo delmedidor.A continuacin citamos una descripcin de las inversionesevaluadas: Inversiones mixtas entre gobiernos nacional y provincial enredes y estaciones de EAT (Extra Alta Tensin). Inversiones provinciales en el sistema elctrico de genera-cin, transformacin y distribucin. (Empresa Provincial deEnerga de Crdoba). Infraestructura elctrica paraurbanizaciones de planes deviviendas nacionales, provinciales y municipales a realizaren territorio provincial. Inversiones a realizar porCooperativas en redes, transfor-macin, generacin, etc. Inversionesprivadas para suministros de energa con y sinreembolso.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba43 Inversionesa realizar por desarrollistas en nuevas urbani-zaciones. Inversiones en generacin a realizar por privados.No se han evaluado: Obras internas al punto de medicin. Reparaciones, reemplazosy/omantenimiento de estacio-nes de transformacin, redes de distribucin, centrales degeneracin, etc.En el Anexo 1 sedescriben las obras de infraestructura pla-nificadas y el ao en que se ha previsto su ejecucin. En todos loscasos se tiene en cuenta el tiempo desde el inicio de la obra hasta sufinalizacin distribuyndose las inversionesen el mismo perodo.Por la importancia que el costo del transformador tiene enlas estaciones transformadoras, se ha respetado la manera de contra-tacin queutilizan las empresas distribuidoras,de proveer en la obrala mquina instalada sobre la base. Estosuponeno considerar la m-quina en el precio de la obray sumarle a esta el precio del transfor-madorque paga la empresa distribuidora ms el IVA correspondientea bienes de capital (10.5%).Con respecto a la evaluacin de costos de inversin en cen-trales de generacin de distintas tecnologas, se utilizaron precios es-tndares internacionales cotejados con los de nuestro pas.Enel siguiente grfico se muestra el monto de las inversio-nes a realizar en cada sector del sistema y el ao en que debera serefectivizada.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba44En el grfico de barras se han representado totalizadas por aolas inversiones anuales necesarias en el perodo 2013 - 2040. Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba45-ALTERNATIVASYCONCLUSIONESSoluciones tecnolgicasEn estepunto se plantean alternativas para hacer ms efi-ciente el sistema y reducir las inversiones en infraestructura sin afec-tar la calidad requerida por los clientes.- Alternativas parahacer ms eficiente el sistema En eldesarrollo delmodelo del sistema, se recurri a solu-ciones tcnicas,para darle viabilidad, lograr los nivelesde calidadnecesarios y optimizar las inversiones. Las soluciones implementadasse detallan a continuacin: Reemplazo de transformadores de 300 MVA por 450 MVA enET de 500 kV Construccin de estaciones de AT a MT compactas dentrode la ciudad (GIS). Mdulos de2 x 80MVApara estaciones transformadorasde AT a MT en zonas de alta densidad de potencia. Correccindepotenciareactivaenredesde132kVSVC(Sttic Var Compensator). Correccin de potencia reactiva en redes demedia tensinen las estaciones de AT a MT y en centros distribuidoresde MT. Se recurri a la generacin con los distintos tipos de recur-sos energticos renovables disponibles en la provincia. Se elev el nivel de tensin de lasredes de distribucin demedia tensin en el interior de la provincia. -Alternativas tcnicas paraoptimizarcostos Es muy importante analizar una de lasalternativas que seutiliz para reducir los costos de inversin en infraestructura. Poresta razn planteamosuna comparativa tcnica econmica,entrelosdiferentesnivelesdetensindedistribucinenlasredesdemedia tensin. Si bien el sistema provincial cuenta con distribucionesen 33 kVla mayora de las redes demedia tensin son de 13.2 kV. A continuacin se plantea un anlisis comparativo utilizandouna lnea de caractersticas estndares:Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba46 = Cada de tensin en extremo de lnea[%] I =Corriente de cada fase [A] L =Longitud de la lnea [km]Z =Impedancia de la lnea [/km]U =Tensin nominal de la lnea [V]P =Potencia trifsica de la carga en el extremo de la lnea en [VA]Si consideramos una cada de tensindel5%, la distanciamxima de distribucin para no superar dicha cada ser:Apliquemos la ecuacin anterior a doslneas, una de 13.2 kVy otra de 33 kV con las siguientes consideraciones: Igual potencia a distribuir Igual seccin de conductor Reactancias inductivas similares.El cociente entre las distancias de distribucin para los dife-rentes niveles de tensin ser:L13= Longitudlnea de 13.2 kVL33= Longitudlnea de 33 kVCalculemos con las condiciones dadas el rea circular de co-berturapara los niveles de tensin planteados:S13= rea de cobertura nivel13.2 kVS33= rea de cobertura nivel33 kVMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba47Elgrfico,muestralaconvenienciadeadoptarunmayornivelde tensin de distribucin en media tensin. Esto no significaabandonar el menor nivel, sino construir estaciones transformadorascon doble secundario (13.2 kV y 33 kV)para cubrir ambas necesida-des. Es importante aclarar que la distribucin en 33kV es aplicablefundamentalmente en el interior de la provincia, donde la densidadde potencia es menor y las distancias sonmayores. Enla zona centralde Crdoba capital,donde existe una importantered subterrnea de13.2 kVcon alta densidad de potencia,ser necesario hacer un an-lisistcnico y econmico sobre la alternativa deelevar el nivel detensin de distribucin. En este modelo se ha mantenido el nivel dedistribucin de 13.2 kV para el departamento capital.La propuesta de utilizar 33 kV en la nueva distribucin en elinterior de la provincia,reducira significativamente la cantidad deestaciones de AT a MT necesarias para cubrir el futuro crecimientodel sistema.En el caso de necesidad en las estaciones existentes, podranreemplazarse lostransformadores e incorporar tableros de distribu-cin de 33 kV.Lacomparativaeconmicarealizadaentreunaestacintransformadora de 30 MVA- 132kV/13,2 kVy otra de la misma poten-cia, pero con un transformador dedos secundarios (13.2 kV y 33 kV),arroja una diferencia en el costo de 9.5% mayor cuando posee dos ni-veles de tensin. Con respecto a las lneas de distribucin la diferencia de cos-tos es aproximadamente de 18%.Es indudable que estas diferencias se ven ampliamente justi-ficadas cuando se reduce el nmero de estaciones transformadoras aconstruir.En los grficos se puede observarlos resultados obtenidosdel anlisis de dos lneas con diferentes niveles de tensin (13.2 kV y33 kV ), de las siguientes caractersticas: Potencia de la carga en extremo de lnea (2000 kW) Vanos equivalentes Factor de potencia0.85 Terna plana Aislamiento rgido Cada de tensin5% Conductor 70mm2aleacin de aluminioMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba48Otro elemento a tener en cuenta es la reduccin de las pr-didas tcnicas por efecto Joule en las lneas cuando se adopta un nivelde tensin mayor para realizar la distribucin en media tensin.Grafiquemos los resultados considerando como en el ejem-plo anteriorun conductor de aleacin dealuminio de 70 mm2 de sec-cin transversal, factor de potencia de la carga 0.85 e igualesprdidasde aislamiento en ambos niveles de tensin.Pp13= Potencia de prdidas por efecto Joule en los conductorde las tres fases nivel 13,2 kV [W/km]Pp33= Potencia de prdidas por efecto Joule en los conductorde las tres fases nivel 33 kV [W/km]Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba49P= Potencia trifsica de la carga en extremo de lnea[W]U13=Tensinde lnea 13,2 kVU33=Tensinde lnea 33 kVR=Resistencia del conductor a 20C [/km]Esta ltima ecuacinmuestra que la potencia de prdidasporefecto Joule en los conductores deuna lnea de distribucin en nivelde 13.2 kV es6.25 veces mayor que si se distribuyera en un nivel de 33kV. Si afectamos la resistividad del material por la variacinde tempe-ratura del conductor, esta relacin se mantendra aunque las prdidasseran mayores. En el siguiente grfico se puede apreciar la importanciaque adquieren las prdidas tcnicas en las lneas de distribucin, situa-cin que ha sido considerada en la evaluacin del modelo.Participacin de las energas renovablesLa cobertura de la demanda con una adecuada garanta desuministro y objetivos medioambientales exige la participacin equi-librada de todas las tecnologas disponibles.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba50La actual oferta de generacin en el pas y en la provinciaesta basada mayoritariamente en las fuentes tradicionales, estas tie-nen que ser acompaadas por otras tecnologas parasatisfacer elcrecimiento vertiginoso de la demanda de energa.Por esta razn es fundamental la decisin poltica de plantearun nuevo modelo de matriz energtica, que incluya la utilizacin delas energas renovables. Para esto es necesario buscar polticas inge-niosas que favorezcan las inversiones en este tipo de energas, dandoprioridadalosproyectosenergticosquepreservenelmedioam-biente y sustituyan los combustibles fsiles.En el planteo del modelo se incorporarondiferentes tiposde generacin basados en los recursos renovables que dispone la pro-vincia. En Anexo 1 sedescribenordenadamente las inversiones eninfraestructura, y se detalla el ingreso de nuevas generaciones, pre-vistasen el perodo de la planificacin. Se puede observar que se ha recurrido a proyectos en car-tera de recursos hdricos y generacinelica en el sur de la provincia,tambin se consider la generacin solar, con biomasa, con biocom-bustibles entre otras. Enla fila correspondiente a cada tipo de gene-racinsehadetalladoelperodoenquehasidoprevistasuincorporacin y la potencia correspondiente.Es indudable que para lograr tal objetivo previamente sernecesario generar un escenario con las adecuadas reglamentacionesque faciliten la incorporacin de gerenciamiento de la distribucin.ConclusionesSlo una planificacin a largo plazo, independiente de las al-ternancias de signo poltico, donde se considere parte estratgica delas polticas de estado, constituye una base slida que permitir des-arrollar correctamentela infraestructura del sistema elctricoparaacompaar el crecimiento econmico y social de la provincia.Las decisiones que se toman hoy en materia de ener-ga tendrn un profundo impacto en el crecimiento de la economa,en el desarrollo sostenible y en la seguridad provincial para las pr-ximas dcadas. Por esto, la energa debe ser un tema fundamental enla agenda del gobierno.Las polticas energticas deben encontrar un equili-brio entre la rentabilidad econmica yel desarrollo social, lo que sever reflejado en la mejora del nivel de vida de la poblacin y enelsostenimiento medioambiental.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba51Nuestra provincia, considerando las tecnologas actuales degeneracin y recursos naturales disponibles, est destinada a tomarenerga del sistema nacional, por lo que inferimos que tendr una de-pendencia energtica cada vez mayor. Por esta razn esde suma importancia que se aprovechentodos los recursos de generacin que se disponen como los hidruli-cos, elicos, solar y de otro tipo quele permita reducir sus requeri-mientos al Sistema Interconectado Nacional.En lo referente a seguridad, es necesario que se evalen lasdiferentes situaciones de emergencia energtica, como as tambin laposibilidad que el sistema provincial trabaje en isla ante una cada delsistema interconectado de 500 kV. Para ello es fundamental que la pro-vincia disponga de un porcentaje de generacin inyectada en las redesde media y alta tensin, lo que le permitir mantener la demanda ne-cesaria para alimentarlos servicios esenciales.Se observa en la implementacin del modelo requerimientosimportantes de potencia en el interior de la provincia, distantes de lasestaciones de extra alta tensin. Para abastecer estos consumossernecesario elevar el nivel de tensin de transmisin de 132 kV, a 220 kV 330kV, dicha situacin se planteara superandoel ao 2040 raznpor la cul deber ser considerada con la suficiente anticipacin.Se debeanalizar la compra anticipada de terrenos en aque-llos lugares donde se proyecte el emplazamiento de futuras estacionestransformadoras, para lo cul ser necesario realizar un estudio eco-nmico del costo del capital inmovilizado comparado con el preciofuturo de la tierra.Otro tema a considerar es que la expansin del sistema traeaparejado el aumento de la potencia de corto circuitosuperando enmuchos casos la capacidad de los equipos instalados Esta situacinobligar a realizar inversiones extras para el reemplazo de los mis-mos. Por lo cul es imprescindible realizar un exhaustivo estudio delprogresivo incremento de estas potencias, para poder planificar unreemplazo gradual de equipamientos.Resumiendo,lascondicionesnecesariasparauncorrectofuncionamiento del sistema elctrico provincialson: Fiabilidad- Flexibilidad- Eficiencia-EcologaMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba52Los desafos: Lograr un sistema ms eficiente. Disponer de recursos econmicos para acompaar el des-arrollo de la provincia. Aplanarlacurvadedemandaparaunmejoraprovecha-miento de los recursos. Fomentar la generacin con energas renovables. Generar las condiciones tcnicas y jurdicaspara la imple-mentacin de generacin distribuida y sistemas de gestinde la distribucin. Reducir la emisin GEI (Gases de Efecto de Invernadero).Fuentes utilizadas:Bases de datos estadsticos de la Secretara de Energa de laNacin. Base de datos de la Direccin de estadsticas y Censos de laProvincia.PginadelaEmpresaProvincialdeEnergadeCrdoba(EPEC).Pgina del Banco Mundial.Los Anexos 1 y 2 por sus dimensiones no forman parte deesta publicacin pero se pueden ubicar el la pgina del CIECS-CONI-CET (www.ciecs-conicet.gob.ar) Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba53IMPACTO DE LA RED INTELIGENTE Y LA GENERACIN DISTRIBUIDA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS DE DISTRIBUCIN[IMPACT OF THE SMART GRID AND DISTRIBUTEDGENERATION ON DISTRIBUTION POWER SYSTEMS]Juan Carlos Gmez Targarona Miguel Piumetto Jorge VaschettiResumenLos cambios y las tendencias a nivel mundial de las estruc-turas de mercado en el sector elctrico, plantean importantes desafosen el diseo, control, operacin y proteccin de las redes de distribu-cin. En este texto se presenta un anlisis detallado de la incidenciade la insercin de Generacin Distribuida (GD) y la AutomatizacinInteligente o Redes Inteligentes en un sistema elctrico de distribu-cin de Media Tensin, sus ventajas, desventajas y su aporte a la Ca-lidad de Potencia.Se analizan los factores necesarios para optimizarel ingreso de la GD, los controles y mediciones respetando sus res-tricciones de operacin, para conocer su capacidad yvariaciones dela Calidad de Potencia. Los avances en materia de sistemas de control,tecnologa de informacin y comunicacin auguran importantes cam-bios en las redes. La presencia de la GD y la Automatizacin Inteli-gentehansidodestacadasenreconocidosestudiosnacionaleseinternacionales como beneficiosas y por lo tanto pueden ser conside-radas comosoluciones eficientes y alternativas fundamentales en lossistemas elctricos.Palabras Clave: Generacin Distribuida, Redes de Media Ten-sin, Calidad de Potencia, Redes Inteligentes.AbstractThechangesandtendenciesatworldlevelofthemarketstructures in the electric sector generate important challenges in thedesign, control, operation and protection of the distribution grids. Inthis text a detailed analysis of the incidence of the introduction of Dis-tributed Generation (DG) and of Intelligent Automation or Smart Gridsin a medium voltage electric distribution system is presented men-tioningitsadvantages,disadvantagesanditscontributiontothePower Quality.The necessary factors to optimize the entrance of theDG, the controls and measurements guaranteeing their operation re-strictions are analyzed in order to know their capacity and variationsof the Power Quality. The advances as regards control systems, infor-mation technology and communication omen important changes inthe grids. The presence of the DG and the Intelligent Automation havebeen highlighted in well known national and international studies asbeneficial and therefore they can be considered as fundamental, effi-cient and alternative solutions for the electric systems.Keywords:DistributedGeneration,MediumVoltageNet-works, Power Quality, Smart Grid.IntroduccinEn la actualidad la proliferacin de cargas no lineales y mssensibles a la calidad de servicio ha llevado a la Calidad de la PotenciaElctrica a ser una de las reas con importantes estudios e inversio-nes, motorizando cambios en las redes. Los principales cambios enla ltima dcada en las redes son la inclusin de la Generacin Distri-buida (GD) en los diferentes niveles de tensin y la transformacingradual en Red Inteligente. El problema de la falta de energa, su costoy los cortes han incentivado e incrementado la instalacin de equiposde generacin por parte de los usuarios para satisfacer sus necesida-des, contraponindose con los intereses de las empresas distribuido-ras, que ven afectadas su operacin y control.La GD se define como el uso integrado de pequeas unidadesde generacin directamente conectadas al sistema de distribucin. Elpotencial de masificacin de la GD, que es una realidad en buena can-tidad de pases del mundo, se sustenta en factores positivos como:flexibilidad; reduccin de la capacidad de carga de reserva; mejora lacalidad del suministro elctrico; evita o atrasa inversiones en lneasMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba56y transformadores de distribucin; disminucin de prdidas hmicas;mejora en la regulacin de tensin y proteccin al medio ambiente.Pero aparecen factores negativos, ya que afecta de varias maneras ala calidad de potencia, como por ejemplo: generando armnicas, com-plicando la operacin de los reguladores de voltaje, aumentando elriesgo de ferroresonancia y modificando la operacin de las protec-ciones contra sobrecorriente. La GD puede ser usada de forma ais-lada, suministrando la demanda local del consumidor o integrada enla red con el resto del sistema de energa elctrica. Las tecnologas dela GD pueden operar con recursos de energa renovable, combustiblesfsiles o con la combustin de residuos. El equipamiento oscila en ta-maos desde menos de un kW hasta decenas de MW. Al estar conec-tada a una red de distribucin o sistema de transmisin, la potenciapuede venderse a la empresa de servicio pblico o a terceros. Las redes de distribucin no son usualmente diseadas parala conexin de GD, siendo del tipo radial, cuyo flujo de potencia esunidireccional; sin embargo, al integrar la GD el flujo puede fluir demanera bidireccional, cambiando el comportamiento de la red. Porestas razones, los sistemas elctricos tradicionales de distribucinestn cambiando sus caractersticas en estructura, criterios de ope-racin y metodologa de proteccin. La consecuencia directa de lapresencia de los generadores dispersos es que ahora la energa elc-trica no proviene de una sola fuente como ocurra tradicionalmenteen los sistemas de distribucin, sino que proviene de ms de una,cuyo nmero final depende de varios factores; o sea, normalmentefuera del control de la empresa elctrica. Esto es tambin vlido parael caso de perturbaciones, ya que cada una de las fuentes suministrainicialmente corriente de carga y de falla, permaneciendo conectadoso desconectadas en distintos momentos durante la perturbacin.Definicin de la Generacin DistribuidaLa GD es definida como el uso integrado de unidades peque-as de generacin directamente conectadas al sistema de distribucino bien al interior de las instalaciones del usuario; es, por lo tanto, lautilizacin, de forma integrada o individual, de pequeos generadorespor parte de compaas elctricas, clientes elctricos o terceros, enaplicaciones que benefician al sistema elctrico, a usuarios elctricosespecficos o a ambos. Frecuentemente es utilizada como sinnimode otros trminos como: autogeneracin, generacin on-site, cogene-racin y generacin dentro del recinto. La definicin1incluye el al-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba57macenamiento y la tecnologa para la autogestin de la demanda in-terna. El potencial de la GD se sustenta en varios factores como: au-mento en la calidad del suministro elctrico, confiabilidad, evitar oatrasar inversiones, disminucin de prdidas hmicas y proteccinal medio ambiente. El sistematradicional de red elctrica radial queapreciamos en la Figura 1, est actualmente transformndose y cam-biando como se grafica en la Figura 2:Figura 1: Esquema tradicional del Sistema ElctricoFigura 2: Nuevo esquema de la red elctrica con Generacin DistribuidaEl auge de la GD es fomentado por el inters en las fuentesde energa renovables cuya finalidad es reducir la dependencia a loscombustibles fsiles, proteger el medio ambiente y reducir las emi-siones contaminantes. De las tecnologas asociadas a la GD, las quepodran integrarse en una estructura de mercado son: Motores a base de combustibles fsiles: corresponden a la tecno-logacomnmenteusadaparalaGD,concostodecapitalbajo, rango de operacin alto, capacidad de arranque rpido,Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba581 EPRI White Paper 1004061- Diciembre 2001.eficiencia de conversin elctrica relativamente alta, y unaalta confiabilidad en su funcionamiento. El equipo de gene-racin tpico tiene potencia baja, del orden de 1 MW. Turbinas de gas: las ms pequeas son del orden de 1 a 20 MW. Elcosto de mantenimiento es ligeramente inferior al de moto-res de combustin. Las eficiencias mximas alcanzadas estnen torno al 35%. Las emisiones son algo inferiores a las de losmotores.Microturbina a gas: una de las caractersticas tcnicas ms nota-bles de las microturbinas es su alta velocidad giratoria. Lasunidades individuales se extienden de 30 a 200 KW pero pue-den estar combinadas fcilmente. Las temperaturas de com-bustinpuedenasegurarnivelesdeemisionesNOxmuybajos. El nivel de ruido es comparablemente menor al de unmotor a combustin. Microturbina hidrulica: las micro centrales hidrulicas son cen-trales de bajas potencias, menores a 1 MW. Sus beneficiosson la baja contaminacin ambiental, mantencin mnima ysu rendimiento es mayor a las dems tecnologas de GD. Celda de combustible: las celdas de combustible se pueden consi-derarcomomotorescompactos,utilizanhidrgenoyox-genoparagenerarelectricidad,poseenunaeficienciadeconversin muy alta comparadas con tecnologas convencio-nales (35-65%). Su eficiencia limita las emisiones de CO2.Celda fotovoltaica: la tecnologa de las celdas fotovoltaicas (PV)para la explotacin de la energa solar es una de las fuentesrenovables ms conocidas. La potencia de un solo mdulovara entre 50 y 100 W y su eficiencia es de hasta un 15%. Lossistemas fotovoltaicos poseen un costo de inversin alto yde operacin muy bajo.Generadores elicos: es la generacin con crecimiento ms rpidocomo una parte de suministro mundial de electricidad. El po-tencial del viento es algunas veces considerado como GD, de-bidoaltamaoylocalizacindealgunosparqueselicosadecuados para la conexin con las tensiones de distribu-cin.Aspectos como el tamao de la GD, su ubicacin, si entregarpotencia activa o reactiva, tipo de tecnologa, control del voltaje y eltipo de acoplamiento son importantes para el estudio de impacto enMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba59la red. La clasificacin de su potencia y su punto de acoplamiento seresume en la Figura 3:Figura 3: Tamao de la GD y su conexin al Sistema Elctrico de PotenciaLas tecnologas asociadas a las potencias tpicas actualmenteestn detalladas en la Tabla 1:Tabla 1: Tipo de Tecnologa de la GD y potencias disponiblesUn estudio (Arcurio; Gmez Targarona; Vaschetti, 2012) de laUniversidad Nacional de Ro Cuarto y la UTN Regional Crdoba mues-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba60tra la importancia de la conexin de un parque elico al Sistema Elc-trico de Potencia de transporte de la EPEC en el sur de Crdoba porla inyeccin de potencia activa y reactiva cuyo esquema se observaen la Figura 4: Figura 4: Topologa de una Granja Elica conectada el SEPVentajas y desventajas de la GDLa GD tiene algunas ventajas econmicas comparadas con lapotencia desde la red, particularmente por produccin de potenciaen el sitio. La posibilidad de la generacin y el uso tanto de calor comopotencia generada en una central puede generar oportunidades eco-nmicas adicionales. Los precios relativos de la electricidad de ventaspor menor y los costos del combustible son decisivos para la compe-titividad de algunas de las opciones de la GD. Esta razn vara muchode pas a pas. En Japn, por ejemplo, donde los precios de la electri-cidad y del gas natural son altos, la GD es atractiva solamente para lageneracin a partir de petrleo. Muchas tecnologas de GD puedenser muy flexibles en su operacin. Una central de GD puede operardurante perodos de precios de electricidad altos (perodos mximos)y luego ser desconectado durante perodos de precios bajos.La facilidad de la instalacin de la GD tambin permite la fcilexpansin de la capacidad del sistema para tomar la ventaja de losMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba61precios altos esperados. Otra ventaja de la GD es ser porttil. Ademsde la flexibilidad tecnolgica, la GD puede sumar valor para algunossistemas de potencia retrasando la necesidad de actualizaciones (me-joras) en transmisiones congestionadas o en redes de distribucin,reduciendo las prdidas de distribucin y promoviendo soporte o ser-vicios auxiliares para la red de distribucin local.La GD proporciona muchas ventajas como:a) Puede ser ms econmica que el funcionamiento de una lneade potencia para sitios remotos.b)Puede proveer potencia de reserva durante los cortes del sis-tema elctrico.c) Uso en cogeneracin (produccin de calor y electricidad).d) Puede proveer mayor calidad de potencia.e) Los costos de transmisin son reducidos porque los genera-dores estn ms cercanos a la carga.f) Algunos tipos de GD, como aquellas que funcionan con re-cursos renovables, pueden reducir las emisiones compara-das con los grandes generadores convencionales.g) La GD reduce la exposicin de la infraestructura de energaelctrica a la amenaza del terrorismo.h) Puede compensar o aplazar las necesidades de la construc-cin de ms centrales de energa base o la creciente infraes-tructuradetransmisinydistribucin,tambinpuedereducir la congestin en la red, permitiendo tarifas ms bajasde electricidadpara todos los clientes del servicio pblico.i) La GD puede proveer una muy alta fiabilidad y calidad de po-tenciaquevariasempresasnecesitan,particularmentecuando se han combinado con almacenaje de energay tec-nologas de calidad de potencia.j) Podra permitir a los clientes vender la potencia de excesopara el mercado de potencia, y as incrementar el nmero deproveedores que venden energa,aumentar la competenciay aliviar el mercado de potencia.k) La GD expande el uso de recursos renovables, tales como co-generacin de biomasa en la industria, sistemas de techadofotovoltaico solar en hogares, y aerogeneradores a fin de me-jorar la conservacin de recursos de energa.l) Permite el aprovechamiento de residuos industriales, redu-ciendo los costos de su procesado y/o eliminacin.Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba62En la Tabla 2 observamos un resumen de las distintas aplica-ciones y usos de la GD:Tabla 2: Aplicaciones principales de la GDSin embargo, la GD tiene sus limitaciones. Los generadorespequeos usados en la GD cuestan ms por kilowatt para construirque las grandes mquinas de generacin central. Finalmente, las cen-trales pequeas usadas en GD operan usualmente en bajas eficienciasde conversin del combustible que aquellos grandes equipos de igualtipo usados en la generacin central. En general, los costos de opera-cin son muy bajos, pero los costos de capital altos impiden a stosser competitivos con la energa elctrica de la red. Otras barreras parala GD son: el proceso de interconexin con los sistemas de distribu-cin y transmisin, el control de las empresas distribuidoras, los re-querimientos regulatorios no uniformes, falta de experiencia con laGD, despachabilidad y estructuras tarifarias.La GD y la calidad de potenciaLos aspectos fundamentales para la inclusin de la GD son: a) La conexin a la red. b) La Calidad de Potencia.c) Los nuevos criterios de protecciones.La interconexin de la GD en los sistemas elctricos (GmezTargarona et al., 2009), Figura 5, ocasiona problemas cuya importanciadependedelniveldepenetracinalcanzado.Entrelosproblemas,Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba63tanto en la operacin en rgimen permanente como transitorio, pue-den citarse: mal funcionamiento del esquema de protecciones, posibleoperacin en isla, anulacin de las ventajas del uso de reconectado-res, generacin de sobretensiones permanentes, excitacin de ferro-resonancia e impacto en Calidad de Potencia. La manera de generarun ordenamiento en esta problemtica es mediante la redaccin denormas de interconexin, que en algunos pases se encuentra muyadelantada y en otros como Argentina recin se est comenzando.Una de las normas ms completas es la IEEE 1547, que demand va-rios aos de discusin, hasta alcanzar en el ao 2005 su estado actualde Standard. Tal Standard consta hasta el momento de tres partes,una general y otras dos: 1 y 3. La norma general indica las especifica-ciones tcnicas y los requerimientos para poder realizar la intercone-xin. En ella se detallan los apartamientos de tensin y frecuencia,dando las duraciones permitidas para tales apartamientos; similar-mente se especifican los lmites de Calidad de Potencia, para pertur-baciones tales como inyeccin de corriente continua, armnicas yflicker. Tambin se detallan las tolerancias en frecuencia, tensin yfase para las operaciones de sincronizacin. Finalmente presenta lanmina de ensayos de recepcin del equipamiento de generacin. Lanorma IEEE 1547-1 detalla el procedimiento a seguir en los ensayoslistados en la norma IEEE 1547, tendientes a verificar la interconexinde la generacin distribuida al sistema de potencia.Figura 5: Interconexin de la GD mediante transformadorEn cuanto a la parte 3, IEEE 1547-3, se refiere a los protocolospara el intercambio de informacin y el control de la operacin, o en-lace entre la generacin distribuida y el sistema de potencia. La inter-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba64conexin de un GD con la red de potencia en forma directa es des-aconsejable y riesgosa, principalmente en caso de conectarse a lneasareas, requiriendo de un transformador, ya que los generadores po-seen nivel de aislamiento incompatible con el correspondiente del sis-tema de potencia. El uso de un transformador de interconexin espara: adecuar los niveles de tensin, evitar la inyeccin de corrientecontinua al sistema, bloquear las armnicas triples, controlar las co-rrientesdecortocircuito,facilitarladeteccindesobrecorrientesdesde el sistema y evitar las sobretensiones por resonancia. No exis-ten especificaciones rgidas al respecto, por la variedad de sistemasen uso en el mundo; no obstante, se dispone de recomendaciones delas empresas elctricas, y hasta el ao 1996 exista la Norma ANSI-hace/IEEE 1001-1988 que presentaba los tipos de conexin, analizandosus ventajas y desventajas. El fenmeno de sobretensin por ferroresonancia, sin desba-lance, se produce al emplear GD, ya sea con generador sincrnico oasincrnico, para cualquier tipo de conexin del transformador de in-terconexin. Las condiciones necesarias para que aparezca son: GDfuncionando en isla, potencia de la carga menor a tres veces la del ge-nerador, capacidad del sistema entre el 25% y 500% de la potencia delgenerador, y debe existir un transformador saturado. La solucin con-siste en desconectar la GD; inmediatamente falta la alimentacin delsistema, lo que slo se logra al emplear rel detector de valores depico de tensin. El tipo de conexin ms adecuado del transformadorde interfase GD - sistema de potencia es tringulo del lado del gene-rador y estrella puesta a tierra semi-rgida del lado del sistema, en lacual las ventajas superan ampliamente a las desventajas.De acuerdo a las definiciones de las normativas IEEE o IEClos tipos de problemas de Calidad de Potencia son:a) Interrupcionesy Huecos de tensin; b) Armnicos, Inter y Subarmnicos; c) Flickery Muescas; d) Sobretensiones transitorias;e) Sobretensiones perma-nentes; f) Subtensiones y g) Desbalances.Los usuarios que poseen generacin distribuida tienen la po-sibilidaddemejorarelcomportamientodesusequipossensiblesfrente a la existencia de huecos de tensin cuyo origen se encuentrafuera de sus instalaciones. Su inters radica en volcar la energa de sugeneracinhaciasusequipossensibles,llegandoinclusoabenefi-ciarse en el caso extremo del hueco de tensin, que es la interrupcinde corta duracin, comnmente denominada micro-corte. Para apro-vechartalposibilidad,elusuariodebecontarconunesquemadeMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba65emergencias, disponiendo incluso con desconexin de cargas no esen-ciales (shedding). Por otra parte, para eventos de profundidad impor-tante, prxima a interrupcin, la empresa elctrica requiere que lageneracin distribuida sea desconectada inmediatamente para evitarla formacin de las peligrosas islas. Queda por determinar el puntode equilibrio entre estos dos requerimientos. Estudios locales (GmezTargarona; Amatti, 2006) concluyen que es posible lograr una consi-derable mejora en el aprovechamiento de la generacin distribuida,tanto por parte del usuario-dueo del equipo como por la empresaelctrica, desde el punto de vista de la Calidad de Potencia y espec-ficamente considerando los huecos de tensin. Si bien es cierto quelosdispositivosinterruptoresconreconexinnofueronpensadospara ser empleados en sistemas con generacin distribuida, los estu-dios experimentales en forma preliminar muestran que pueden fun-cionarenconjuntosiempreycuandolarelacinpotenciasistema/potencia generador distribuido sea del orden de 10 a 20 y secontrole el aporte de corriente del generador a no ms de 10 A. El re-tardo excesivo de las protecciones contra sobrecorrientes a fin de re-ducirlaspenalizaciones(mejoralacalidaddeserviciotcnico)perjudica seriamente a los equipos sensibles frente a huecos de ten-sin de duracin extendida (empeora la calidad de producto tcnico).La aplicacin de la conexin semi-rgida entre el sistema y la GD re-sulta una herramienta idnea para respaldar los equipos sensibles delusuario frente a los huecos de tensin, actuando tambin como limi-tadora de las solicitaciones elctricas y mecnicas de los transitoriosde reconexin o de salida de funcionamiento en isla.Con los resultados obtenidos del estudio (Piumetto; GmezTargarona, 2012) de un sector de la red de EPEC en el distribuidor dePilar-Ro Segundo de la provincia de Crdoba, se concluye que debeconsiderarse a la GD como mitigadora de los Huecos de tensin demanera bsica y natural en un sistema de distribucin. Es entoncesfavorable el uso de equipos generadores distribuidos a lo largo de losalimentadores o en puntos singulares por parte de la empresa distri-buidora o del usuario, siendo un aspecto muy positivo y relevantepara el usuario y sus equipos sensibles, ya que mejora varios de losindicadores de la Calidad de Potencia en situacin de fallas asimtri-cas. De las variables estudiadas son ms relevantes el nivel de inser-cin de la GD (ndice de penetracin) y la variacin del nivel de cargadel sistema que el ndice de dispersin, mientras que un punto ro-busto del sistema (mayor Potencia de CC) con mayor insercin de GDMatriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba66tiene mejor comportamiento y se mejoran los indicadores de la Cali-dad de Potencia frente a los Huecos de tensin que uno con menorPotencia de CC y GD dispersa. El desbalance es otro aspecto que se mejora bastante del es-tudio(Piumetto;GmezTargarona;Vaschetti,2012),tambinefec-tuado sobre el distribuidor Pilar-Ro Segundo de EPEC. Se concluyeque la GD es un buen mitigador de los factores del desbalance de ten-sin de manera bsica y natural en un sistema de distribucin. De lasvariables estudiadas, son ms relevantes el nivel de insercin de laGD y la variacin del nivel de carga del sistema que el ndice de dis-persin. Y de igual manera que el estudio anterior, un punto del ro-bustosistemayconmayorinsercindeGDtienemejorcomportamiento y se mejoran todos los indicadores analizados deldesbalance que uno con menor Potencia de CC y con menor nivel deGD o de manera dispersa. Por lo tanto se puede indicar que:a) El desbalance es un problema de eficiencia energtica en lossistemas elctricos de potencia que produce demandas yprdidas de energa adicionales generalmente desatendidospor las compaas; su disminucin mejora la eficiencia ener-gtica en el sistema y se aprovecha su capacidad de trans-porte y distribucin.b) LainsercindeGD(potenciasimtrica)atenaeldesba-lance de tensin, lo que se traduce en mejora de la Calidadde Potencia.c) Se reduce la propagacin del desbalance a niveles superio-res de tensin, disminuyendo el Coeficiente de Transferen-cia.Otro estudio local sobre las redes de EPEC en rgimen esta-cionario (Piumetto; Gmez Targarona, 2010) muestra beneficios tantopara el usuario como para la empresa distribuidora, en cuanto a Cali-dad de Potencia, confiabilidad, seguridad y continuidad de suministroelctrico. Los perfiles de tensin mejoran y se equiparan; en cuanto alas prdidas activas, siempre se obtiene un ahorro; se mejora el apro-vechamiento de las capacidades de las lneas y se alcanza un sumi-nistro continuo. Ante fallas, los valores de las Icc no alcanzan picosimportantes: estn dentro de las especificaciones de los equipos, lassobretensiones se encuentran dentro de los lmites fijados por las nor-mas, las relaciones de las impedancias muestran valores caractersti-Matriz de recursos energticos de la Provincia de Crdoba67cos de este tipo de red de EPEC (Neutros al inicio de cada nivel detensin y rgidamente conectado a tierra) y se logra una mejora enlos perfiles de los huecos de tensin.Estos resultados muestran que, en un futuro cercano, debenredisearse y repens