IMPACTO DE LA IMPLEMENTACIÓN MASIVA DE LA COCINA DE INDUCCIÓN EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ECUATORIANO

Xavier Serrano G.

Jorge Rojas E.

Problemática

• El subsidio del GLP le cuesta al Ecuador al menos 500 millones de dólares al año.

• Emisiones de 3,9 billones de kg de CO2 al año causadas por el uso del GLP.

• Ausencia de datos que indique cual sería la nueva demanda de potencia y energía por el uso masivo de la cocina eléctrica de inducción.

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Objetivos

• Cuantificar la cantidad de energía y potencia necesaria para sustituir todas las cocinas que utilizan gas licuado de petróleo GLP por cocinas eléctricas de inducción en el Ecuador.

• Estimar una curva de demanda de potencia para un día típico en el sistema eléctrico nacional.

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Método

Recolección datos:

• Número de hogares (2010)

• Eficiencia de la red de transporte y distribución

• Potencia de la cocina de inducción

• Tasa de crecimiento poblacional (2010)

• Tasa de crecimiento de la demanda de energía eléctrica. (2012)

Recolección de datos mediante una encuesta estandarizada:

• Tipo de cocina que se utiliza

• Menaje de cocina

• Artefacto usado para calentar agua para ducharse

• Horarios de utilización.

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Método

• El Plan Maestro de Electrificación del Ecuador 2009-2020 del CONELEC, muestra la curva de carga diaria representativa, aplicando el promedio de potencias máximas mensuales para el año 2012

Figura 1. Curva de carga de potencia para el año 2012

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Método

• Para el presente estudio se considera un modelo de cocina de inducción de 4 hornillas, cada una con una potencia máxima de 1600 W.

• Se considera una potencia de utilización de 800 W por hornilla como lo sugiere la revisa Consumer Eroski de España.

• La potencia promedio de una ducha que se usa en la sierra del Ecuador es de 4500 W, mientras que en la costa es de 3200W.

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Método

La potencia ha sido estimada de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝑷 = 𝑷𝒊𝒏𝒊=𝟏 𝑸 ∗ 𝑭𝑨𝑸 + 𝑷𝒊

𝒏𝒊=𝟏 𝑮 ∗ 𝑭𝑨𝑮 + 𝑷𝒊

𝒏𝒊=𝟏 𝑪 ∗ 𝑭𝑨𝑪 ∗

𝑭𝑨𝒓𝒑

𝟏𝟎𝟎𝟎 (𝒌𝑾)

Donde:

P Es la potencia activa demandada total a nivel país por las C.I. por cada cuarto de hora

𝑃𝑖 El consumo en vatios (W) de las cocinas y

𝐹𝐴 Factor de ajuste proporcional para el número de hogares

𝑃𝑖 = 𝑁ℎ ∗ 𝑃ℎ 𝑁ℎ = Número de hornillas utilizadas en una hora específica y

𝑃ℎ = Potencia media de una hornilla (800W).

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Resultados

Figura 2. Potencia requerida por el reemplazo de las cocinas de GLP por cocinas eléctricas de inducción para el año 2012

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Resultados

Tabla 1: Hábitos de baño y uso de artefactos para calentar agua en los hogares ecuatorianos

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Dato Sierra Costa Población Muestra Nivel de

Confianza

Margen de

error

Personas que se bañan con

agua caliente

97% 37% 14.483.499 231 95% 6,45%

Hogares que usan calefón

para calentar agua 51% 17% 3.810.548 231 95% 6,45%

Resultados

Figura 4. Curvas de carga para el año 2017 incorporando cocinas de inducción y

el reemplazo de calefones de GLP por sistemas eléctricos de calentamiento

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Resultados

Tabla 2: Requerimientos de potencia al 2017

Tabla 3: Energía Adicional Requerida

La demanda de energía en el país experimenta un crecimiento igual al

que tendría en 8 años de crecimiento en condiciones tendenciales.

Incremento del 80% con respecto al incremento tendencial.

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Discusiones

• Existe un aumento de 3878 MW en el pico de potencia.

• Requiere 4308 MW de potencia adicional en bornes de generación (considerando una eficiencia de 0,9 en la red de transmisión y distribución).

• Los nuevos proyectos de generación suman 3420,81 MW de potencia instalada hasta ese mismo año.

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Discusiones

Tabla 4: Potencia Instalada Actual y Futura en el Ecuador

Interrogantes:

¿Abastecen los nuevos proyectos esa potencia?

¿Podemos vender energía eléctrica?

¿Es necesario repotenciar las interconexiones internacionales para comprar o vender energía ?

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8501,14 MW de potencia

instalada frente a 6921,51MW de

pico de demanda.

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Fuente de Energía Primaria Potencia Instalada MW

Hidráulica hasta 2012 2341,50

Combustible Fósil hasta 2012 2738,83

Futura Hidráulica hasta 2017 2964,81

Futuro Combustible Fósil hasta 2017 376,00

Futuro otras renovables hasta 2017 80,00

Total hasta 2017 8501,14

Discusiones

• No es bueno para el ambiente construir más centrales.

• En el Ecuador existe un gran potencial hidroeléctrico que no ha sido explotado.

• Es necesario optimizar el uso de los recursos de producción de energía, así como incentivar a la generación distribuida de fuentes limpias como paso previo a las Smart Grids.

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Conclusiones

• La sustitución total de cocinas de gas por eléctricas de inducción representa al menos un 36,66% de aumento en la demanda de energía eléctrica del país.

• Sustituir calefones a gas por duchas eléctricas a más de las cocinas de inducción, provoca una demanda adicional de energía del 44,9%.

• La incorporación masiva de la cocina de inducción en el Ecuador requiere de un aumento adicional de aproximadamente el 80% en la potencia requerida por el sistema nacional, lo que hace que sea necesaria la repotenciación del sistema de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica (4300 MW hasta 2017 aproximadamente).

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Conclusiones

Requiere Programas de Eficiencia e Inteligencia Energética

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Conclusiones

• Es necesario incorporar tarifas diferenciadas de energía por horario en el sector doméstico, para forzar el cambio en la curva de carga, minimizando la diferencia entre puntos máximos y mínimos.

• Se debe impulsar el uso de energía diferente a la eléctrica para realizar ciertos trabajos (sistemas solares de calentamiento de agua sanitaria) para minimizar el impacto en el sector eléctrico.

• Impulsar la cogeneración y generación distribuida

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Futuros Trabajos

La curva de carga de demanda estimada puede ser usada para:

• Evaluar los impactos en los diferentes componentes de la red eléctrica:

• Generación

• Transmisión

• Distribución

• Evaluar el comportamiento que tendrá la demanda ante la aparición de una tarifa diferenciada por horario.

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Referencias

[1] INEC Instituto Nacional de Estadística y Censos, www.inec.gob.ec, 2010

[2] CONELEC, Consejo Nacional de Electricidad, http://www.conelec.gob.ec, 2013

[3] MUÑOZ, Jorge Patricio, Análisis de la incidencia del uso de cocinas eléctricas de inducción, 2012

[4] HERRERA HERRERA, Alfonso, Tesis Gerenciamento da Demanda Mediante Substituição Energética na Cocção Residencial,

Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidades de São Paulo, São Paulo, 1996

[5] Hydroelectric Power, Reclamation, Managing Water in the West, U.S. Departament of the interior, Boreu of reclamation,

Power Resources Office, 2005, www.usbr.gov/power/edu/pamphlet.pdf

[6] SALAZAR Juan, PEÑA IDROVO, Adrián, Tesis Estudio Técnico-Comparativo para la Introducción de Cocinas Eléctricas de

Inducción Magnética en el Ecuador, Escuela Politécnica Nacional, Quito, mayo de 2010.

[7] http://www.andes.info.ec/es/economia/2015-ecuador-reemplazara-cocinas-gas-cocinas-induccion.html

[8] Duchas Lorenzetti, características de productos, http://www.lorenzetti.com.br

[9] Degree, Estufa de Inducción Manual de Uso INDU-4A, http://www.degree.com.mx/images/archivos/Parrila-INDU-4A.pdf,

2013

[10] Consumer Eroski, «Placas Vitrocerámicas y de Inducción,» Consumer Eroski, ISSN: 1138-3895, nº 108, pp. 43-47, 2007.

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Preguntas?

GRACIAS

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