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 |
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 del ejemplo se retrasa 3 minutos, la instalación importa 50 kW de más durante ese tiempo, equivalentes a 2,5 kWh. Para mantener la media de 30 minutos en 130 kW, el controlador debe limitar la importación a 130 − 2,5 / 0,45 ≈ 124 kW durante los 27 minutos restantes. Un controlador que solo actúa según la lectura instantánea deja la media del intervalo en 135 kW. Además, el contador del controlador no es el de facturación. Con contadores y transformadores de clase 0,5S en ambos puntos, las lecturas pueden diferir hasta alrededor de un 2 %, así que fije el umbral al menos esa distancia por debajo del objetivo.
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.
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.
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 analizadores 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
¿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.
¿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.