La reducción de picos (peak shaving) disminuye la mayor demanda medida de una instalación, es decir, la media en kW o kVA durante un intervalo de facturación, para que bajen los cargos por demanda, por capacidad y por exceso de capacidad. El desplazamiento de carga traslada consumo, en kWh, a una hora más barata o menos congestionada: cambia cuándo se consume la energía, no necesariamente la altura del pico.
Dos instalaciones pueden reducir los mismos kWh y obtener facturas muy distintas, porque la reducción de picos y el desplazamiento de carga afectan a conceptos diferentes. Una misma medida puede lograr ambos, pero cada uno reduce una partida distinta de la factura. Reducir picos disminuye el cargo por kW o kVA: cargo por demanda, cargo por capacidad o recargo por superar el límite de conexión. Desplazar carga reduce el cargo por kWh cuando el precio unitario cambia durante el día. Antes de elegir, identifique cuál de esas partidas pesa más en la factura de la instalación.
Comparación
| Reducción de picos | Desplazamiento de carga | |
|---|---|---|
| Objetivo | Reducir la demanda máxima de un intervalo (kW o kVA) | Trasladar consumo (kWh) a horas más baratas o con energía más limpia |
| Ahorro económico | Cargos por demanda, capacidad y exceso de capacidad, o ampliaciones de conexión | Precios unitarios por horario y en horas punta |
| Energía total | Sin cambios, o alrededor de un 10 % más de la energía desplazada si se utiliza una batería | Sin cambios al mover un proceso; mayor si se precalienta o preenfría, por las pérdidas de mantenimiento |
| Medios habituales | Baterías, desconexión de cargas, arranque de generadores y límites de carga de vehículos eléctricos | Programación de procesos, precalentamiento o preenfriamiento y carga nocturna de vehículos eléctricos |
| Riesgo principal | La batería se agota antes de terminar el intervalo | La carga trasladada coincide con otra carga o cae en otra franja tarifaria |
¿Qué es el cargo por demanda?
El cargo por demanda factura la mayor demanda media registrada en un intervalo de medida del periodo de facturación, en €/kW, £/kVA o $/kW al mes. El contador registra la energía de cada intervalo y la comercializadora o la red la divide por la duración del intervalo. A 10 € por kW al mes, una instalación cuya media hora más alta promedia 180 kW paga 1800 € ese mes, aunque todas las demás medias horas queden por debajo de 120 kW.
El nombre y la unidad cambian según el mercado:
| Mercado | Partida de la factura | Unidad | Qué la determina |
|---|---|---|---|
| Estados Unidos, tarifas comerciales | Demand charge, a veces separada en horas punta y potencia de la instalación | $/kW al mes | La mayor demanda de 15 o 30 minutos, a veces con arrastre de meses anteriores |
| Irlanda, clientes con medida de máxima demanda | Cargo por capacidad sobre la Maximum Import Capacity, más un cargo por exceso | €/kVA | La MIC acordada y cualquier intervalo por encima |
| Gran Bretaña, instalaciones empresariales grandes | Cargo por capacidad sobre la capacidad de importación acordada, más un cargo por exceso | p/kVA al día | La capacidad acordada y la mayor media hora en kVA por encima |
Reducir picos compensa donde una de estas partidas es grande. Una tarifa solo de energía no le da valor, salvo que la instalación esté cerca de su límite de conexión, donde un pico menor puede evitar una ampliación.
Ejemplo: trasladar un proceso
Una instalación consume 100 kW constantes de día y 40 kW de noche. Un proceso por lotes añade 80 kW durante 30 minutos a las 17:30 de cada día laborable. Se traslada a las 23:30:
| Sin cambios | Proceso trasladado a las 23:30 | |
|---|---|---|
| Demanda durante el proceso | 100 + 80 = 180 kW | 40 + 80 = 120 kW |
| Demanda máxima de la instalación | 180 kW | 120 kW, el proceso sobre la carga base nocturna |
| Energía utilizada por el proceso | 40 kWh | 40 kWh |
Trasladar el proceso desplaza 40 kWh y reduce el pico en 60 kW. Como ejemplo, supongamos un cargo por demanda de 10 € por kW al mes, un precio diurno de 0,25 €/kWh, uno nocturno de 0,15 €/kWh y 22 días laborables:
| Partida de la factura | Ahorro mensual |
|---|---|
| Cargo por demanda: 60 kW × 10 € | 600 € |
| Energía: 40 kWh × (0,25 € − 0,15 €) × 22 días | 88 € |
El ahorro en demanda es casi siete veces el ahorro en energía, porque un único evento de 30 minutos fija el cargo por demanda del mes completo. En la tabla de ESB Networks de 2022/23 para los grupos de demanda máxima DG7 a DG9b, comenzar a las 17:30 también coincide con la tarifa unitaria punta de 17:00 a 19:00. Allí la tarifa nocturna comienza a las 23:00; trasladar el proceso a las 22:00 seguiría pagando la tarifa diurna.
Ejemplo: una batería
El proceso sigue a las 17:30. El controlador de una batería mantiene la importación de la instalación en 130 kW. Durante 30 minutos se necesitan 180 kW, así que la batería aporta 50 kW, equivalentes a 25 kWh. Con una eficiencia de ciclo completo del 90 % en los terminales de CA, la batería vuelve a tomar de la red unos 28 kWh. A esa cifra se añaden las cargas auxiliares y de climatización de la batería, especialmente cuando realiza ciclos ligeros.
La recarga forma parte del diseño. A 50 kW, reponer 28 kWh lleva unos 34 minutos. De noche, la instalación consume 40 kW, así que la importación durante la recarga es de 90 kW, por debajo del umbral. Si la batería se recarga a las 14:00, sobre la carga base diurna de 100 kW, la importación sube a 150 kW. Esto crea un pico nuevo y devuelve 20 kW de los 50 kW ahorrados.
Con la misma tarifa ilustrativa, el ahorro por demanda es 50 kW × 10 € = 500 € al mes. La partida de energía solo cambia en 25 × 0,25 € − 28 × 0,15 € = 2,05 € al día, unos 45 € al mes. La batería obtiene la mayor parte del ahorro en la partida de demanda.
Dimensione la energía según el área bajo la curva de carga que supera el umbral durante el pico más largo previsto. Si el proceso se prolonga a 45 minutos, la batería debe aportar 50 kW × 0,75 h = 37,5 kWh, no 25 kWh. Añada margen por error de previsión y por un estado de carga inferior al máximo al empezar el pico; reste la energía reservada para otros servicios. Una vez fijado el pico del mes, eleve el umbral a ese valor durante el resto del periodo de facturación. Reducirlo más no ahorra nada en la partida de demanda y consume ciclos de batería. La guía de BESS explica qué sistema es responsable de cada límite.
El intervalo de demanda determina la factura
La demanda facturada es la media de un intervalo de medida, no el pico instantáneo. El intervalo suele ser de 15 o 30 minutos. Un pico de 60 kW durante 2 minutos sobre una carga base de 100 kW añade 60 × 2 / 30 = 4 kW a la media de media hora. Mantener esos 60 kW durante los 30 minutos añade 60 kW. La calculadora de demanda por intervalo convierte la energía de un intervalo en kW medios. En el ejemplo del pico, la media hora contiene 50 + 2 = 52 kWh:
Como la factura utiliza la media, un controlador puede compensar una respuesta tardía dentro del mismo intervalo, si la batería tiene potencia de reserva. La sección siguiente lo calcula.
Algunas tarifas mantienen un pico en la factura durante más de un mes. El Departamento de Energía de EE. UU. describe cláusulas de arrastre en las que la demanda facturada es la mayor entre el pico del mes y un porcentaje del pico de los once meses anteriores. Otras tarifas solo cobran demanda en ciertas horas del día; un pico fuera de ellas no cuesta nada.
La calculadora del factor de carga indica cuánto se concentra una carga en sus picos:
Un factor de carga del 50 % significa que la demanda media es la mitad del pico. No indica si reducir el pico es barato: eso depende de su forma. Un pico diario de 30 minutos sobre una base plana necesita 25 kWh de almacenamiento para recortar 50 kW. Una meseta de 08:00 a 18:00 con el mismo factor de carga necesita 500 kWh para recortar los mismos 50 kW. La calculadora de costes eléctricos asigna un valor económico a la partida de demanda.
Cuando la batería responde tarde
Un objetivo de 130 kW en un intervalo de 30 minutos permite importar 130 × 0,5 = 65 kWh. Supongamos que la batería del ejemplo arranca 3 minutos tarde. Durante esos 3 minutos la instalación importa los 180 kW completos, es decir, 9 kWh. Quedan 56 kWh para los 27 minutos restantes (0,45 h), una importación media de 56 / 0,45 = 124,4 kW. La batería debe descargar 180 − 124,4 = 55,6 kW, no 50 kW, durante el resto del intervalo.
| Caso | Retraso | Descarga tras el retraso | Energía descargada | Importación de la instalación | Media de 30 minutos |
|---|---|---|---|---|---|
| A tiempo | 0 min | 50,0 kW durante 30 min | 25,0 kWh | 65,0 kWh | 130 kW |
| Tarde, con potencia suficiente | 3 min | 55,6 kW durante 27 min | 25,0 kWh | 65,0 kWh | 130 kW |
| Tarde, descarga limitada a 50 kW | 3 min | 50,0 kW durante 27 min | 22,5 kWh | 67,5 kWh | 135 kW |
La recuperación solo es posible si la batería puede entregar más potencia que la prevista. Con un límite de 50 kW, la importación del intervalo es 9 + (180 − 50) × 0,45 = 67,5 kWh, una media de 135 kW. Un controlador que solo actúa según la lectura instantánea obtiene los mismos 135 kW.
Valore el resultado con condiciones. Si este intervalo fijó el máximo mensual de 180 kW y ningún otro intervalo supera 135 kW tras la actuación, el máximo facturado baja 45 kW, que valen 450 € con el cargo ilustrativo de 10 € por kW al mes, frente a 500 € en el caso a tiempo. Si otro intervalo del mes supera 135 kW, el pico facturado baja menos o nada. Un cargo por capacidad sobre una MIC acordada no cambia salvo que se reduzca la MIC.
Recargue la energía realmente descargada. Con una eficiencia de ciclo completo idealizada del 90 % en bornes de CA y el mismo estado de carga al principio y al final, 22,5 kWh requieren 22,5 / 0,90 = 25 kWh de la red. A 50 kW constantes eso lleva 30 minutos, y sobre la base nocturna de 40 kW la importación sube a 90 kW. La cifra real incluye además los consumos auxiliares de la batería y depende de la temperatura y del punto donde se mida la eficiencia. Compruebe cada intervalo que cruce la recarga: una recarga de 30 minutos que empieza a las 23:45 afecta a dos medias horas.
Los 3 minutos son ilustrativos. El tiempo de respuesta completo suma la disponibilidad de la medida, el retardo de decisión, la entrega de la orden, la rampa del equipo y el tiempo hasta que el cambio aparece en el punto de conexión. Un acuse de recibo de la orden no es una respuesta física, así que mida cada etapa en la puesta en marcha. Además, el contador del controlador no es el de facturación: concílielos durante varias semanas y fije el umbral por debajo del objetivo en la diferencia medida más la incertidumbre documentada de ambas cadenas de medida.
Cargos por capacidad en Irlanda y Gran Bretaña
Las tarifas de red irlandesas y británicas para instalaciones empresariales grandes incluyen un cargo por la capacidad máxima de importación (MIC) acordada con la red, expresada en kVA. ESB Networks señala que una MIC demasiado alta supone pagar por capacidad que no se utiliza, mientras que una demasiado baja genera un cargo por exceso de capacidad.
Por tanto, un pico menor solo reduce el cargo fijo por capacidad si también se reduce la MIC. UK Power Distribution, un operador de red de Gran Bretaña, permite una reducción en doce meses y advierte que quizá no pueda recuperarse la capacidad anterior sin reforzar la red (documento de cargos, apartados 2.40 y 2.41).
Un solo pico puede costar especialmente caro por el recargo de exceso. UK Power Distribution calcula los kVA de cada media hora a partir de la energía activa y reactiva y toma el máximo del periodo de facturación. Cobra por cada kVA que supera la MIC y por cada día de todo el periodo en que se produjo el exceso (apartados 2.43 a 2.45). En Irlanda, la tabla de ESB Networks de 2022/23 fija para instalaciones con medida por intervalos un recargo de cinco veces la tarifa de capacidad por cada kVA excedente durante el periodo de facturación (nota 5 para grupos DG6 a DG9b). En ambos casos, un único intervalo de medida actúa como arrastre durante un periodo de facturación.
Como el límite se expresa en kVA, el factor de potencia importa. Con un factor de potencia de 0,9, 180 kW equivalen a 200 kVA. Ambas redes también cobran la energía reactiva que supera un tercio de la activa, equivalente a un factor de potencia medio de alrededor de 0,95. Un inversor de batería que suministre potencia reactiva, o una corrección del factor de potencia, puede reducir el pico en kVA cuando reducir solo los kW no basta.
Reducción de picos frente a respuesta de la demanda
La reducción de picos y la respuesta de la demanda usan las mismas cargas, grupos y baterías, pero responden ante partes distintas.
| Reducción de picos | Respuesta de la demanda | |
|---|---|---|
| Quién decide | La instalación, según su propio umbral | El operador de red, la comercializadora o un agregador, por orden o por precio |
| Cuándo actúa | Cuando la importación de la instalación se acerca al umbral | Durante un evento convocado o un periodo con precio |
| Cómo se paga | Menores cargos por demanda, capacidad o exceso en la propia factura | Pagos por disponibilidad y por entrega en un programa o contrato |
| Cómo se mide la entrega | La demanda por intervalo en el contador de facturación | Una reducción frente a una línea base, en el punto de medida del programa |
| Duración típica | Uno o pocos intervalos al día | La fija el programa, desde segundos en servicios de frecuencia hasta varias horas |
Ambas se influyen. La energía reservada para un contrato de respuesta de la demanda no está disponible para reducir el pico propio, y al revés. Una instalación que reduce su pico cada día también rebaja la media de días recientes que usan muchas líneas base, de modo que en el siguiente evento cuenta menos energía como entregada. La guía de líneas base de respuesta de la demanda muestra cómo lo trata cada método. Defina el orden de prioridad en el controlador antes de que la instalación entre en un programa.
Reducción de picos frente a nivelación de carga
La nivelación de carga (load levelling) aplana todo el perfil hacia su media. El almacenamiento se carga en los valles y se descarga en las horas altas, de modo que la instalación toma una potencia casi constante. La reducción de picos solo actúa por encima de un umbral y deja intacto el resto del perfil.
La diferencia está sobre todo en la energía. En el ejemplo del factor de carga anterior, una instalación promedia 50 kW frente a un pico de 100 kW. Reducir un pico de 50 kW de 30 minutos sobre una base plana requiere 25 kWh. Nivelar una instalación que se mantiene en 100 kW de 08:00 a 18:00 hasta su media de 50 kW supone mover 50 kW × 10 h = 500 kWh cada día laborable y recargarlos en el valle nocturno. La nivelación conviene a una instalación que paga sobre todo energía con precios por franjas, o a un operador de red que alivia una línea congestionada. La reducción de picos conviene a una instalación que paga sobre todo por su intervalo más alto.
Vigilar el repunte posterior
La mayoría de las cargas desconectadas o desplazadas vuelven más tarde. La excepción es una carga que ya no se necesita, como la iluminación de un espacio vacío. Una batería debe recargarse. Los vehículos eléctricos cuya carga se aplazó pedirán más potencia después (véase la guía de carga inteligente de vehículos eléctricos). La instalación térmica recupera la energía que no recibió.
Un balance sencillo de energía muestra el tamaño de ese repunte térmico. Una enfriadora que funciona el 60 % del tiempo y se detiene 30 minutos debe compensar 0,6 × 30 = 18 minutos de refrigeración a plena capacidad. Al reiniciarse a plena potencia, solo el 40 % por encima de su régimen habitual contribuye a compensar el déficit, por lo que trabaja a plena potencia durante aproximadamente 18 / 0,4 = 45 minutos. Es un límite inferior: los retrasos de arranque y cualquier sobrepaso por debajo de la consigna lo aumentan. Si consume 50 kW a plena carga y 30 kW de media, añade 20 kW a la instalación durante un intervalo y medio después del evento. Si coincide con el proceso por lotes, aparece un pico nuevo.
Compruebe los 30 a 60 minutos posteriores a cada medida con tanta atención como el propio pico. La calculadora de capacidad para carga de vehículos eléctricos comprueba si los cargadores caben bajo el límite de la instalación en cada intervalo.
Medir antes y después
Registre datos al intervalo de demanda de la tarifa:
| Medición | Motivo |
|---|---|
| Importación de la instalación, por intervalo | Es el valor que utiliza la factura |
| Energía reactiva o factor de potencia, por intervalo | El cargo por capacidad se expresa en kVA, no en kW |
| Potencia de cada activo controlado | Muestra lo que hizo cada medida |
| Potencia a intervalos breves, de segundos a un minuto | Muestra la respuesta y cualquier repunte |
| Exportación, si la instalación genera energía | El contador puede compensar importación y exportación |
| Marcas temporales UTC, con la convención del intervalo declarada | Algunas exportaciones identifican un intervalo por su inicio y otras por su final: de 17:00 a 17:30 puede aparecer como 17:00 o 17:30. Los días de cambio de hora tienen 46 o 50 medias horas. |
Compare periodos equivalentes: los mismos días de la semana, un clima parecido medido en grados-día y una producción similar. Informe de la reducción del pico medida por separado de su valor económico, que depende del contrato real. La guía de ahorro explica cómo ajustar una línea base.
Reducir picos con EpiSensor
Los monitores eléctricos ZEM en la acometida y los circuitos principales muestran qué cargas crean el pico y cuánto dura. Edge, en el Gateway, ejecuta el umbral mediante una regla de automatización local: un disparador por datos de importación, un retraso de activación para ignorar picos breves y una orden al dispositivo que conmuta un relé o escribe una consigna. La regla se ejecuta en el Gateway y no depende de internet. Edge comprueba las condiciones de duración una vez por minuto, de modo que una regla con retraso de activación actúa un minuto o más después de superar el umbral. Deje ese margen al configurar el umbral.
Las mismas cargas también pueden ofrecerse a la red mediante un agregador. El controlador de respuesta de la demanda ZDR combina la medición con una respuesta local a la frecuencia de red, mediante un relé para una carga o generador, o una consigna para una batería o SAI. Una central eléctrica virtual se construye a partir de estas actuaciones; la solución de respuesta de la demanda muestra el sistema completo.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la reducción de picos (peak shaving)?
Reducir la mayor demanda que una instalación toma de la red, medida como la media en kW o kVA durante el intervalo de facturación, normalmente 15 o 30 minutos. La instalación desconecta o aplaza cargas, arranca un grupo electrógeno o descarga una batería cuando la importación se acerca a un umbral. El ahorro está en el cargo por demanda, el cargo por capacidad o el recargo por superar la capacidad de conexión acordada, no en el precio de la energía.
¿En qué se diferencian la reducción de picos y el desplazamiento de carga?
Reducir picos disminuye la mayor demanda por intervalo de una instalación, para rebajar cargos por demanda o capacidad o para mantenerse bajo el límite de conexión. Desplazar carga traslada consumo a otro horario para pagar menos por la energía. Mover un proceso fuera de la hora punta consigue ambos efectos. Una batería que actúa durante el pico reduce la demanda sin cambiar la hora a la que funciona el proceso.
¿Cómo reduce una batería los picos de demanda?
El controlador mantiene la importación de la instalación bajo un umbral. Cuando la demanda lo supera, la batería descarga detrás del contador para aportar la diferencia. Necesita potencia suficiente para el mayor exceso y energía suficiente para el área de carga que supera el umbral durante el pico más largo previsto. Después se recarga cuando la potencia de recarga más la carga de la instalación permanece bajo el umbral.
¿En qué se diferencian la reducción de picos y la respuesta de la demanda?
La reducción de picos la gestiona la propia instalación frente a su factura: su controlador mantiene la importación bajo un umbral elegido por ella. La respuesta de la demanda se activa desde fuera, por el operador de red, la comercializadora o un agregador, y se paga por una reducción medida frente a una línea base durante un evento. La misma batería o carga puede hacer ambas cosas, pero la energía reservada para una no está disponible para la otra, y una instalación que reduce picos cada día rebaja la línea base con la que se mide su respuesta.
¿En qué se diferencian la reducción de picos y la nivelación de carga?
La reducción de picos solo actúa por encima de un umbral y deja intacto el resto del perfil. La nivelación aplana todo el perfil hacia su media: el almacenamiento se carga en los valles y se descarga en las horas altas. La nivelación necesita mucha más energía almacenada, porque mueve cada kWh entre la media y el perfil, no solo el área por encima de un umbral.
¿Qué es el cargo por demanda en la factura eléctrica?
Un cargo sobre la mayor demanda media registrada en un intervalo de medida del periodo de facturación, por kW o por kVA. A 10 € por kW al mes, una media hora a 180 kW cuesta 1800 € ese mes, por baja que sea la demanda el resto del mes. Algunas tarifas añaden una cláusula de arrastre que mantiene un pico alto en la factura hasta 11 meses más.
¿La reducción de picos ahorra energía?
Por sí sola, no: reduce la demanda máxima. Una batería añade pérdidas de conversión, por lo que la energía total aumenta aproximadamente un 10 % de la energía desplazada. Una carga desconectada que no se necesita después, como la iluminación de un espacio vacío, sí ahorra energía.