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27 enero 2014

Las energías renovables y el almacenamiento energético

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Históricamente, las redes eléctricas se han basado en grandes centrales generadoras que suministran la energía a los usuarios finales a través de las redes de transmisión y distribución establecidas desde hace muchos años. Este modelo tradicional ha funcionado muy bien a efectos de proporcionar una energía de manera fiable y segura. Pero la demanda de aumento de la participación de las energías renovables está cambiando la naturaleza de las redes. Un porcentaje cada vez mayor de la energía que utilizamos será proporcionado por parques eólicos o huertos solares que, frecuentemente, se encuentran lejos de las ciudades. Además surgirán esquemas locales de generación de energía eléctrica y calor a nivel de comunidades de vecinos que se harán cada vez más comunes en las redes de distribución.

Para asegurar que este nuevo tipo de redes pueda recibir energía de calidad desde fuentes tan diversas y, al mismo tiempo, suministrar de manera fiable la potencia necesaria a los usuarios, será necesario incorporar la gestión inteligente a todo este entramado. Aquí es donde surge la necesidad de almacenar energía.

El almacenamiento de energía en baterías juega tres papeles fundamentales:

Energía siempre disponible :

Las baterías permiten disponer de energía en cualquier momento, independientemente de cuándo se genera. Esta propiedad resulta altamente valiosa para las energías renovables que dependen fuertemente de factores ambientales como la luz solar y el viento y, por otro lado, puede ocurrir que la generación, en un momento determinado, sea superior a la necesidad concreta del momento y aparezca un sobrante de energía.

Ajustes de potencia:

Existen multitud de situaciones que provocan una fluctuación importante de las necesidades de potencia del sistema eléctrico en un momento puntual. En la figura 1 se presentan las situaciones más habituales en este tipo de servicios:

Figura 1. Diferentes situaciones que provocan fluctuaciones de potencia frente a los requerimientos de almacenaje de energía necesarios para hacerlas frente.

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Cada situación requiere una solución de almacenamiento diferente. Así:

  • Fiabilidad y calidad del suministro: se refieren a situaciones que duran menos de unos pocos segundos con potencias implicadas de entre 0,1 y 1 MW. La batería garantiza un suministro continuo con voltajes y frecuencias estables en los rangos aceptables para el servicio.
  • Estabilidad de la red de transmisión: se refieren a situaciones que duran menos de un segundo con potencias implicadas de entre 10 y 100 MW. La batería absorbe las posibles fluctuaciones de la red y el cliente no sufre las inconveniencias causadas por las mismas.
  • Instalaciones locales de control de transporte y distribución: se refieren a situaciones que duran de una a dos horas con potencias implicadas de entre 0,1 y 10 MW. Las baterías actúan como gestores controladores de la generación y el consumo simultáneos, ofreciendo una continuidad estable al sistema de la red, tanto en cuanto a la demanda como en cuanto a la oferta.
  • Gestión energética por parte de los clientes: se refieren a situaciones que duran en el entorno de una hora con potencias implicadas de entre 0,1 y 1 MW. Las baterías sirven como instrumento de gestión privada para homogeneizar y rentabilizar instalaciones locales mediante el aprovechamiento de la energía en sus puntos de menor coste, a elección total del usuario final.
  • Regulación del voltaje: se refieren a situaciones que duran en el entorno de una hora con potencias implicadas de entre 1 y 10 MW. La batería ofrece al sistema de red una herramienta de homogeneización del voltaje para que todos los servicios reciban una tensión similar y constante y no sufran de cortes o pérdidas de eficiencia.
  • Reserva de energía de rápida disponibilidad: se refieren a situaciones que duran en el entorno de una hora con potencias implicadas de entre 10 y 100 MW. La batería presta un servicio urgente para una necesidad concreta e inmediata de energía, normalmente no prevista en el esquema de servicio habitual, y evita una desatención de la red a un servicio.

Estabilidad de la red:

La energía almacenada en baterías se suministra con unos valores de voltaje y potencia perfectamente controlables. Con el suministro directo desde las fuentes generadoras, existe tal casuística que resulta tremendamente difícil, por no decir imposible, garantizar unos valores de voltaje y frecuencia estables a lo largo de un período de tiempo necesario para la firma de un contrato a medio o largo plazo. Las baterías garantizan ese suministro dentro de los parámetros requeridos por el cliente.

Todos los puntos descritos más arriba llevan a la conclusión de que las baterías permiten afrontar la implantación de las estrategias de introducción de las energías renovables de una manera eficaz y fiable. Y eso, independientemente de la tecnología de batería que se vislumbra en un futuro más o menos cercano:

Figura 2. Tecnologías de almacenamiento energético actuales y previstas para el desarrollo de las Smart Grids.

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Joaquín José Chacón Guadalix

Albufera Energy Storage

 

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