Costos de la calidad de la energía eléctrica

La calidad de la energía eléctrica puede tener un impacto económico directo especialmente en consumidores industriales y comerciales, debido a la proliferación de equipo energéticamente eficiente, controlado electrónicamente, que es más sensitivo a desviaciones en el voltaje de alimentación de lo que eran sus predecesores electromecánicos.

Los consumidores en un sistema eléctrico de potencia son clasificados como industriales, comerciales y residenciales. Aún cuando hay diversas tarifas dependiendo de aspectos tales como nivel de potencia, nivel de voltaje, etc., los pagos por consumo de energía eléctrica han consistido tradicionalmente de tres componentes principales: un cargo por servicio, el cargo por energía (kWh) y el cargo por potencia (kW).

De acuerdo con Lee y Heydt (2003, Pág. 3) bajo acceso abierto el cargo por el servicio

eléctrico se compone de dos elementos mayores: servicios competitivos (competitive services)

y servicios de reparto (delivery services). Un suministrador competitivo seleccionado por el

consumidor puede suministrar los servicios competitivos en un ambiente desregulado (liberalizado). El servicio de reparto es proporcionado a tasas reguladas. La tabla 1.3 muestra un ejemplo de cargos para un consumidor residencial en los Estados Unidos de América. Tabla 1.3 Ejemplo representativo de los contenidos y costos mensuales de los servicios

eléctricos para un consumidor residencial en EUA

Elemento Costo (%)

Generación de electricidad (incluidos impuestos por ventas)

33.2 Servicios de transmisión y auxiliares 5.7

Medidor 2.5

Lectura del medidor 1.1

Servicios competitivos

Factura 0.8

Servicios competitivos. Total 43.3

Cargo servicio básico 1.9

Reparto distribución 43.0

Beneficios del sistema 1.2 Cargo de transición competitiva 6.9

Recargo ambiental 0.2

Tasación regulatoria 0.1

Servicios de reparto (regulados)

Impuesto a las ventas 3.4

Servicios de reparto. Total 56.7

Servicios competitivos y de Reparto. Total 100

El cargo por servicios (cargo total) consiste del costo de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, medición, facturación y otros cargos de servicio. La porción mayor de la factura ejemplo corresponde al servicio de distribución (43.0%), el cual consiste del costo del equipo de distribución para repartir la electricidad a los hogares o negocios, incluyendo líneas,

postes, transformadores y subestaciones. El cargo por distribución es mayor que el costo de producción de la energía eléctrica (generación de la electricidad: 33.2%). No existen puntos específicos relacionados con la calidad de la potencia.

El costo por interrupciones y otros eventos de calidad de la potencia ha sido estimado por diversos organismos e investigadores. El cálculo de este costo es altamente variable porque no existe una metodología clara: el costo puede ser el de las interrupciones y pérdidas industriales; o el costo del equipo para mantener la calidad de la potencia; o el costo de la ingeniería (especialmente en el sector distribución). Las pérdidas actuales de potencia pueden incluirse también (por ejemplo, pérdidas de potencia activa en transformadores de distribución debido a armónicas). Las pérdidas económicas directas por interrupciones en el servicio y la calidad inadecuada de la potencia pueden ser vistas como los resultados de inversiones inadecuadas. O estas pérdidas económicas directas pueden verse como el resultado de falla en el consumidor para pagar por la calidad de la potencia requerida. Para complicar más el cálculo, dependiendo del punto de vista de cada persona, los costos de la calidad de la potencia pueden ser bajo-especificados o sobre-especificados.

Una cuestión básica al fijar tarifas en el sistema de distribución, es que parece no haber un mecanismo real para tomar en cuenta la calidad de la energía y establecer sus costos. El actual sistema de facturación debería reflejar el componente de la calidad de la potencia por compensar debido a pérdidas económicas. Las pérdidas económicas incluyen (Lee y Heydt, 2003, Pág. 4):

• Las pérdidas reales de producción industrial.

• Los costos del equipo para mantener un nivel especificado de calidad de la potencia. • Las pérdidas de los negocios debidas a interrupciones en sectores comerciales tales

como servicios financieros.

• La pérdida de información por interrupciones en negocios de tecnología de la información.

• La pérdida de ingresos a las compañías suministradoras. • Las molestias por interrupciones en el sector residencial.

Estas pérdidas necesitan ser tomadas en cuenta adecuadamente entre suministrador y cliente. El sistema de potencia debe ser planeado y operado con índices especificados de calidad de la energía, especialmente para consumidores sensitivos a la calidad de la potencia tales como fabricantes de semiconductores.

En la página web: [Una introducción a la calidad de la potencia] A Power Quality Primer (www.copper.org/applications/electrical/pq/primer.html), se menciona que el costo total para los negocios de EUA por pérdida de productividad atribuible a falla de los equipos de cómputo, cálculos erróneos y tiempos no productivos se estima en alrededor de 15,000 a 30,000 millones de dólares por año. Una encuesta realizada por E-Source (Howe, 1997) indicó que, aún cuando la mayoría de los encuestados no calcularon el costo de sus pérdidas anuales por problemas de calidad de la potencia, alrededor de un tercio de aquellos que sí lo hicieron reportaron una cifra que excedía un millón de dólares por año.

Después del apagón masivo del noreste de los Estados Unidos de América y Canadá los días 14 y 15 de agosto de 2003, el sistema eléctrico de los EUA fue llamado anticuado y comparado a un sistema de nación del tercer mundo. Fuentes industriales sugirieron que para modernizarlo se necesitarían inversiones en el orden de 50,000 millones de dólares a 100,000 millones de dólares. Aún cuando esta cantidad parece muy grande, una pregunta importante sería ¿cuánto cuesta a los consumidores de energía eléctrica de los EUA las interrupciones y los eventos de calidad de la potencia? Las estimaciones varían desde 26,000 millones de dólares por año por el Energy Power Research Institute (EPRI) en la década de 1990, hasta 400,000 millones de dólares por año por el Departamento de Energía (DOE) de los EUA en el mismo periodo.

LaCommere y Eto (2004, Pág. xi) estiman que el costo nacional en EUA por interrupciones de energía eléctrica (no incluyen el costo por otros eventos de calidad de la potencia) es de aproximadamente 79,000 millones de dólares por año, distribuido de la siguiente manera:

• Consumidores comerciales: 56,800 millones de dólares (72%) • Consumidores industriales: 20,400 millones de dólares (26%) • Consumidores residenciales: 1,500 millones de dólares (2%)

Con relación al tipo de interrupción, LaCommere y Eto estiman que el mayor costo está asociado con interrupciones momentáneas de menos de cinco minutos (más frecuentes): 52,300 millones de dólares por año (67%) contra 26,300 millones de dólares por año (33%) debido a interrupciones sostenidas de 5 minutos o más (obra citada, Pág. xii); es decir, el costo es llevado por la frecuencia más que por la duración de las interrupciones.