¿Cómo consumo electricidad durante el día? La curva de carga.

En el artículo anterior Cómo ahorrar energía en su hogar, aprendió cómo usa la electricidad en su hogar en general, es decir, qué porcentaje de su electricidad es usado por ciertos dispositivos. Pero, ¿cómo se utiliza la electricidad por horas durante el día? ¿Qué dispositivos se encienden, cuándo y cuál es su consumo por la mañana, por la tarde, por la tarde y por la noche?

Esta información es de gran interés para los hogares con un sistema fotovoltaico (PV), ya que quieren saber cómo maximizar la cantidad de energía que envían a la red, especialmente si su estado tiene una tarifa de inyección solar.

La respuesta a esta pregunta se puede encontrar en lo que los ingenieros eléctricos y analistas de energía denominan “curva de carga” o “perfil de carga”. Es una gráfica que nos muestra qué tan alto es el consumo eléctrico en diferentes momentos del día y en qué componentes se compone ese consumo total en diferentes momentos. Debido a las variaciones climáticas, el uso de gas para calefacción y agua caliente y las diferentes tasas de penetración de los electrodomésticos, la curva de carga para una casa típica es diferente en cada estado de Australia.

La curva de carga de verano

Hay dos curvas de carga muy diferentes: una para verano y otra para invierno. De hecho, la curva de carga para un día de verano extremadamente caluroso difiere significativamente de la de un día templado de verano (debido principalmente al aire acondicionado) y también de la de un día de invierno muy frío y templado (debido a la calefacción). Un pequeño dato interesante: los ingenieros pueden saber cuándo se celebra un partido de fútbol realmente importante en Inglaterra porque en el descanso todos encienden la tetera y eso se puede ver en la curva de carga a nivel nacional. Aún así, podemos generalizar para obtener una curva de carga típica para los días de verano e invierno.

El siguiente gráfico nos muestra cómo utilizamos la electricidad en un día de verano en Nueva Gales del Sur. Es solo la curva de carga para los hogares de Nueva Gales del Sur (una vez más, las curvas de carga comercial e industrial se ven muy diferentes). Está dividido en un arco iris de discos que representan qué dispositivos utilizan energía y cuándo.

El gráfico comienza a medianoche y sorprendentemente se encuentra en su punto máximo a esta hora. ¿Por qué es esto? ¿No se acostará la mayoría de la gente en la cama o descansará para dormir? La respuesta es agua caliente. Como muestra la parte de color crema del gráfico, todos los calentadores de agua eléctricos fuera de las horas pico están programados para funcionar a máxima potencia a medianoche y a la 1 de la madrugada (para aprovechar la electricidad más barata durante la noche), lo que consume una enorme cantidad de electricidad.

Como era de esperar, la curva de carga cae bruscamente en las primeras horas de la mañana, cuando todos duermen y consumen poca energía. Sin embargo, el valor no se acerca a cero, ya que muchos electrodomésticos como refrigeradores, congeladores, calentadores de agua y electrodomésticos de reserva todavía están encendidos. Tenga en cuenta que forman una franja de consumo muy uniforme: siempre están encendidos y, por lo tanto, consumen mucha energía a lo largo del día.

Luego, la curva de carga aumenta por la mañana y tiene dos pequeños picos, uno para el té de la mañana y otro para el almuerzo. Descubrirá que estos dos pequeños problemas se deben principalmente a que las personas usan agua caliente a pedido y tienen que rellenar los tanques de agua caliente con agua usada. Muchos lavavajillas, hervidores y aparatos de cocina también se ponen en marcha en este momento.

A partir de las 13:00 horas se enciende el aire acondicionado y el perfil de carga aumenta considerablemente. A las cinco de la tarde todo avanza a toda velocidad. Es en esta época cuando la gente vuelve a casa del trabajo y la escuela y enciende todos sus electrodomésticos cotidianos, como televisores, aparatos de cocina y luces en toda la casa, lo que aumenta el pico.

A partir de las 21:00 la situación empieza a calmarse y la gente empieza a relajarse, pero alrededor de las 21:30 comienza el calentamiento del agua en horas valle y la demanda vuelve a aumentar.

Como puede ver, los aires acondicionados, los calentadores de agua y los refrigeradores son las partes dominantes de este gráfico. Y así lo refleja también el artículo anterior “Cómo ahorrar energía en casa” donde suponían el 23%, 37% y 12% respectivamente.

La curva de carga eléctrica de los hogares de verano en Nueva Gales del Sur
Fuente: EMET Consultants Pty Ltd

La curva de carga invernal

La curva de carga de invierno difiere significativamente de la curva de carga de verano, lo que se debe principalmente a la influencia de la temperatura. Se caracteriza por los picos gemelos por la mañana y por la tarde, mientras que en la tarde de verano se puede ver una gran colina. El invierno comienza a medianoche, al igual que el verano, cuando los calentadores de agua funcionan a pleno rendimiento fuera de las horas pico. Sin embargo, en comparación, la potencia total es significativamente mayor: casi 1.000 megavatios para todo el estado federado. Esto se debe a que el agua caliente requiere incluso más energía para calentarse en invierno que en verano (el agua empieza a enfriarse).

Cuando los calentadores de agua están apagados, las primeras horas de la mañana parecen similares al verano. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el consumo de los frigoríficos es comparativamente menor, ya que ahora tienen que trabajar menos porque el aire exterior es frío.

Ahora realmente comienzan las diferencias. La gente empieza a despertarse e inmediatamente enciende los calentadores y las luces y se ducha con agua caliente. Esto provoca el aumento repentino de la mañana, que disminuye gradualmente a lo largo del día a medida que la gente deja de usar agua caliente y baja los calentadores. En invierno hay bastante tranquilidad a mitad del día, pero en verano, como ya hemos visto, la cosa se pone en movimiento.

A las 5 p. m., la explosión de la demanda comienza nuevamente, y la carga de agua caliente, calefacción e iluminación se combina con la cocina y el entretenimiento, alcanzando su punto máximo alrededor de las 7 p. m., cuando la gente mira las noticias y prepara la cena. Finalmente, este nivel baja antes de las 21:30 horas y se produce el mismo aumento que en verano para el calentamiento del agua.

La curva de carga eléctrica de invierno para los hogares de Nueva Gales del Sur
Fuente: EMET Consultants Pty Ltd

Estos gráficos muestran que el consumo de energía depende principalmente de la temperatura. Muchas de las pequeñas cosas que hacemos sin darnos cuenta determinan nuestro uso de energía.

Ahora la siguiente pregunta: ¿Cómo se compara mi consumo de electricidad con mi generación a partir de células solares fotovoltaicas y cómo puedo optimizar el momento de mi consumo de electricidad para obtener el mayor beneficio?

Kobad Bhavnagri
Consultor de Energía Solar