Al igual que el oxígeno, la red eléctrica es esencial para la vida moderna, pero no siempre es una prioridad, hasta que se producen problemas. Hoy en día, las infraestructuras de redes anticuadas están recibiendo una paliza de eventos meteorológicos severos en todo el mundo, lo cual resulta en cortes de energía que amenazan la salud, la seguridad y la actividad económica. Al mismo tiempo, una serie de otros factores también están ejerciendo presión sobre las redes centenarias. La forma en que se produce energía está cambiando rápidamente—más energía eólica y solar, menos carbón y combustible fósil—. Este cambio requiere nuevos procesos y formas de gestión. El “quién” también está cambiando, pues la energía ahora es producida no solo por las principales empresas energéticas, sino también por una gran cantidad de nuevos competidores y prosumidores (consumidores que producen energía).

Y no solo el mundo natural está cambiando rápidamente, sino que el mundo tecnológico también está avanzando al galope. Las tecnologías de inteligencia artificial (IA) conectadas a la nube como machine learning, analíticas de datos e internet de las cosas (IoT) están impulsando el avance de redes inteligentes capaces de gestionar una generación y distribución de energía mucho más complejas. Estas tecnologías anuncian oportunidades significativas para aquellos que están en el complejo ecosistema energético y son capaces de aprovecharlas.

¿Qué es un prosumidor?

Prosumidor es una palabra compuesta que combina “productor” y “consumidor”. Los prosumidores de energía suelen estar conectados a la red central. Sin embargo, también son capaces de producir e incluso almacenar energía, típicamente con paneles solares fotovoltaicos y baterías de VE.

Dependiendo de la cantidad de energía generada, esta energía puede utilizarse para compensar facturas mensuales o venderse de nuevo como excedente a empresas de servicios públicos u otros servicios de distribución de energía. Este modelo puede aplicarse tanto a prosumidores residenciales como comerciales, con un número creciente de empresas que conectan sus paneles solares y flotas de VE en la red.

¿Qué es una red inteligente?

Una red inteligente es una red que integra la distribución de energía y la tecnología de comunicación digital en un flujo bidireccional de electricidad y datos. Esto permite a las empresas de servicios públicos optimizar la generación, transmisión y distribución de electricidad. Y también permite a los consumidores beneficiarse de las historias que cuentan todos los datos, lo cual les ayuda a comprender mejor la energía que utilizan e incluso la energía que producen y almacenan a través de elementos como paneles solares y baterías de VE.

¿Cuál es la diferencia entre la red tradicional y una red inteligente?

La principal diferencia entre los sistemas tradicionales y las redes inteligentes radica en la capacidad de intercambiar información en ambas direcciones a través de la red, desde las empresas de servicios públicos hasta los consumidores y viceversa. Algunas de las características principales que diferencian a las redes inteligentes incluyen:

• Tecnología: la IA, la nube y las tecnologías digitales permiten que todos los dispositivos y activos dentro de la red se comuniquen, dando soporte a un mejor control y a la autorregulación.
• Distribución: La energía generada por los prosumidores y otras fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, puede ser intermitente y desigual. Las tecnologías de redes inteligentes ayudan a coordinar, almacenar y distribuir la energía de estas fuentes en un flujo constante y confiable.
• Generación: Las analíticas predictivas en sistemas inteligentes permiten que las tensiones de alta demanda puedan ser pronosticadas y distribuidas a múltiples plantas y subestaciones.
• Sensores: los sensores de IoT en toda la red pueden ayudar a detectar el riesgo de manera temprana, redistribuyendo la energía para reducir los cortes y ayudar a equilibrar las cargas sin la intervención directa de los operadores.
• Autoreparación y mantenimiento predictivo: Los sensores también se pueden utilizar para detectar problemas mecánicos e implementar soluciones y reparaciones sencillas, notificando a los técnicos solo cuando sea necesario,—antes de que nada llegue a romperse.
• Elección del cliente: más proveedores de energía, cooperativas y microgeneradores pueden unirse a la red, lo que permite a los consumidores tener más opciones en la forma en que reciben la energía.

Aplicaciones de IA en soluciones de energía inteligente: la perspectiva del sector de los servicios públicos

La Inteligencia Artificial es el “agente inteligente” que impulsa las redes inteligentes —ya que evalúa el entorno y toma de medidas para maximizar un objetivo determinado—. La IA es fundamental para la integración de la energía renovable, la estabilización de las redes de energía y la reducción de riesgos financieros asociados con la inestabilidad en la infraestructura.

Por ejemplo, las capacidades de autoaprendizaje, adaptabilidad y cálculo de la IA tienen un potencial significativo para abordar la naturaleza intermitente de la energía renovable. Un desequilibrio en los picos de producción y consumo suelen representarse mediante “la curva de pato” y puede hacer que estas fuentes de energía sean difíciles de controlar. El uso de IA en redes inteligentes ayudará a abordar este desafío reequilibrando la desigualdad entre las cargas de producción y de consumo.

Las tecnologías de redes inteligentes contribuyen a que las actividades del sector de servicios públicos sean más transparentes y competitivas. Algunas de las aplicaciones de IA y machine learning en redes inteligentes incluyen:

• Agilidad y resiliencia: cuando la energía renovable es generada por nuevos socios como cooperativas y prosumidores, suele ser intermitente y variable. Los sensores y la automatización se pueden utilizar para identificar partes de la red que son vulnerables y responder con un desvío automatizado —almacenando la energía excedente durante los tiempos de generación pico y desviándola durante las brechas en el flujo—.
• Proyecciones más precisas: el sector de los servicios públicos enfrenta a una amplia variabilidad de precios debido a los cambios en el consumo. Los modelos de analíticas predictivas se pueden utilizar para predecir las cargas de energía y la generación de energía renovable de manera más fiable. Al combinar datos de la infraestructura de medición avanzada (AMI) con IA, las predicciones son más precisas que los enfoques tradicionales.
• Alertas de cortes más sofisticadas: La red de sensores, medidores y actuadores en una red inteligente puede brindar una transmisión de señal corta de "último momento", que incluya la hora y la fecha, para indicar una pérdida de energía debido a cortes parciales o totales. Además, las capacidades predictivas de la IA y los datos en tiempo real de los medidores inteligentes pueden notificar a los operadores sobre cortes justo antes de que ocurran. Estos sistemas pueden incluso diferenciar entre cortes individuales, de calle y zonales.
• Rendimiento de potencia optimizado: el uso de redes de sensores alimentadas por IA en etapas de generación también se puede utilizar para optimizar la salida de potencia. De manera similar, la energía solar también se beneficia de las herramientas de IA para aumentar la productividad mediante la predicción de la radiación solar.
• Intercambio automatizado mejorado: la capacidad de las herramientas de IA para predecir los desequilibrios de la red y diferenciar entre una breve interrupción de la energía y una interrupción total pronto permitirá automatizar los protocolos de intercambio. Esto permitirá a las empresas de servicios públicos desviar la energía o aislar las áreas afectadas antes de que ocurran daños graves o la interrupción se expanda a otras áreas. Estas herramientas son una línea de defensa que garantiza la seguridad del equipo esencial utilizado para aislar y reparar fallas.
• Gestión más flexible de la demanda (DSM): los picos en la demanda de energía ponen a las empresas de servicios públicos bajo una gran presión. El uso de IA y contadores inteligentes en hogares y oficinas puede ayudar con la programación, planificación, ejecución y monitoreo de los cambios en la demanda de energía para garantizar que los proveedores puedan satisfacerlos. Hacer esto puede tener un impacto importante en el uso de energía, como lo demostró la Comisión Federal de Regulación de Energía de Estados Unidos, quien encontró que las cargas pico se pueden reducir en hasta 150 GW a través de la gestión de la demanda. De igual modo, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) estimó que estas herramientas inteligentes podrían conducir a una reducción de 175 GW en los picos de energía de verano para 2030.
• Mejora de la seguridad: la ciberseguridad es una preocupación clave para todos los sectores empresariales. Y el creciente número y la complejidad de las estrategias de ciberataque presenta un riesgo tanto para las redes eléctricas existentes como para las nuevas. Las herramientas de IA pueden ayudar a reducir este riesgo detectando funciones de ataque a las redes, malware e intrusiones y proporcionando protección de seguridad de red para sistemas de energía. Además, otras tecnologías, como blockchain, pueden proporcionar sistemas transparentes, a prueba de manipulaciones y seguros que posibilitan soluciones empresariales novedosas, especialmente cuando se combinan con contratos inteligentes.

Aplicaciones de IA en soluciones de energía inteligente: la perspectiva del consumidor

Encuestas recientes del Reino Unido y EE. UU. muestran actitudes de clientes poco entusiastas hacia las empresas de servicios públicos. Con el aumento de los proveedores y prosumidores de energía, las empresas de servicios públicos necesitarán aprovechar soluciones inteligentes para ayudar a fomentar un mejor compromiso y mayor satisfacción del cliente. A continuación se muestran algunas de las maneras en que las tecnologías de redes inteligentes pueden ayudar a mejorar la satisfacción del cliente:

• Costos más bajos: la gestión de redes inteligentes potenciada por IA y la medición inteligente permiten a los clientes obtener evaluaciones por hora de su uso de energía —ayudándolos a ver no solo cuándo y dónde usan más energía, sino que también ofrecen sugerencias y consejos personalizados para optimizar sus rutinas diarias típicas para reducir el uso durante las horas pico—. También ayuda a los prosumidores a gestionar la producción de energía que se puede volver a vender a la red para reducir aún más los costos.
• Mayor sostenibilidad y transparencia: los datos de redes inteligentes pueden ayudar a los clientes a ser más conscientes de dónde proviene su energía, lo cual aumenta su compromiso y ayuda a democratizar la red. Esto puede ayudar a darles nuevas perspectivas sobre el suministro de energía y la capacidad de elegir alternativas más sostenibles.
• Menos cortes: como se mencionó, las herramientas de IA pueden ayudar a reducir el número de cortes y mitigar su impacto tanto para los clientes residenciales como comerciales. Esto significa un aumento de la seguridad y la confianza de los consumidores, especialmente porque los eventos meteorológicos y las temperaturas récord provocan temores de apagones y otras disrupciones.

Recientemente, un operador del sistema de distribución del Reino Unido anunció un proyecto piloto para utilizar datos de medidores inteligentes para ayudar a los consumidores a mejorar la gestión de la energía, optimizar las cargas de la red y reducir las emisiones de carbono. El ensayo podría ahorrar a los clientes millones de libras y potencialmente reducir millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero de la huella de carbono anual del Reino Unido. Este es solo un ejemplo de los beneficios potenciales de las redes inteligentes para los clientes y el medioambiente.

Big Data en energía: por qué importa

Desde el punto de vista tanto de los clientes como de las empresas de servicios públicos, lo que importa no es simplemente la capacidad de estas tecnologías para recopilar y gestionar grandes y dispares cantidades de Big Data —es la capacidad de aprovechar y comprender todos esos datos y usarlos para optimizar el uso de energía e informar sobre las operaciones—. Big Data es clave para ayudar a:

• Integrar mejor la energía renovable y alternativa en las empresas de servicios públicos aprendiendo a predecir y gestionar la intermitencia, y equilibrar una miríada de pequeños insumos de los jugadores prosumidores.
• Proteger a los consumidores previendo cortes y redirigiendo recursos en una fracción de segundo —en lugar de hacerlo después de que todo haya sucedido—.
• Ahorrar dinero tanto para empresas como para consumidores aprendiendo digitalmente de las actividades pasadas y usando esa inteligencia para gestionar y automatizar mejor las actividades diarias.
• Brindar información estratégica rápida y accionable que permita a las empresas de servicios públicos tomar decisiones confiables y rápidas en un entorno cada vez más competitivo.

Cómo la industria de servicios públicos de hoy se está preparando para la red inteligente del futuro

No hay duda de que el futuro de la energía está avanzando hacia un suministro de energía más descentralizado, flexible y sostenible. Pero estamos hablando de una industria global que tiene más de un siglo de antigüedad —y a menudo debe basarse en infraestructuras de igual antigüedad para servir a miles de millones de personas y a sus demandas que cambian rápidamente.

Otros desafíos incluyen cambios regulatorios complejos, el surgimiento de prosumidores y nuevas startups que surgen en regiones desreguladas. Como cualquier recorrido de transformación de negocio y de transformación digital, el paso hacia una gestión de red más inteligente comienza con algunos pasos cautelosos antes de tomar velocidad. Sin duda alguna, las tecnologías del sector de servicios públicos están potenciando y facilitando la evolución de este sector. Sin embargo, para que se produzca un cambio significativo, las empresas de servicios públicos necesitarán establecer una comunicación sólida, compromiso con el cliente y planes de gestión de cambios que incluyan:

• Comunicar una visión de la red inteligente y alinear a los equipos y las partes interesadas en torno a ella
• Reforzar la educación de los consumidores sobre los cambios y las oportunidades que se avecinan
• Brindar motivación donde todos ganan a consumidores, prosumidores y socios de distribución potenciales
• Desarrollo de métricas para monitorear los avances en la implementación y la eficacia de las redes inteligentes
• Tener en cuenta la experiencia del cliente y la retención de clientes, dada la competencia adicional y la descentralización de un mercado de energía inteligente

El primer paso del recorrido es comunicarse con líderes de equipo y especialistas en temas en toda su empresa, para derribar silos y encontrar la gran cantidad de información que suele esconderse dentro. Luego, vea cómo puede implementar tecnologías inteligentes para impulsar su negocio.