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15|06|10
Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución José Manuel Valle Feijóo Dirección Endesa en Canarias
Contenido Subtitulo
1. Situación actual y Tendencias del Mercado Eléctrico 2. Almacenamiento de Energía. 3. Proyectos de Almacenamiento de Energía 4. Vehículo Eléctrico 5. Contador inteligente. Base de un sistema de gestión activa de la demanda 6. Conclusiones
Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Situación actual y Tendencias del Mercado Eléctrico
Introducción Vectores que condicionan el Bienestar de la población
AGUA Y ALIMENTOS
EFICIENCIA ENERG.
POBLACION SEGURIDAD COMERCIO
SUMIN.
RIQUEZA
NIVEL DE VIDA
RESIDUOS
VEHICULOS
ENERGIA
CO2
CONSERVAR
MEDIOAMBIENTE
MOVILIDAD
TURISMO
SOSTENIBILIDAD CLIMA
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Sistema Eléctrico Actual Evolución a futuro del sector eléctrico
Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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El cambio de modelo de Red Evolución a futuro del sector eléctrico
Hoy
Mañana (siglo XXII) Energías Renovables Vehículo Eléctrico
Generación
Transporte AT
Distribución MT
Fuente: Siemens
Hay dos elementos que empujan con fuerza a ese cambio … … y dos elementos fundamentales para gestionarlo: almacenamiento y contador inteligente Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Almacenamiento de energía
Régimen Especial Producción en Régimen Especial Insular
Se pueden utilizar los sistemas de almacenamiento para suavizar la curva de potencia de cada una de las plantas renovables …. Pero observando el abanico de sistemas de almacenamiento hoy disponibles, …. Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Régimen Especial Producción en Régimen Especial Insular
Tecnologías
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Estrategias de Almacenamiento de Energía Amplio abanico de tecnologías y usos: Potencia y/o Energía
Descripción Calidad de la energía (aplicaciones de alta potencia
¼
Tecnologías
¼ Aplicaciones de mejora de la fiabilidad, calidad de la energía y suministro de energía ininterrumpida (UPS).
¼ Condensadores.
¼ Descarga de la energía durante fracciones de segundo.
¼ Superconductores magnéticos (SMES)
¼ Volantes de inercia.
¼ Etc.
Puente energético
Gestión de la energía (aplicaciones de alta energía)
¼
¼
¼ Estabilidad de la red e intercambio entre fuentes de energía. ¼ La energía almacenada es utilizada durante algunos minutos.
¼ Volantes de inercia. ¼ Baterías (flujo, NaS, litio, etc.)
¼ Mejora la rentabilidad de la red.
¼ Bombeo.
¼ Load leveling & Peak Shaving.
¼ CAES, LAES.
¼ Descarga de la energía durante varias horas.
¼ Baterías de flujo. ¼ Etc.
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Beneficios del Almacenamiento de Energía Impacto en toda la cadena de valor del sector eléctrico
Generación Convencional
Energías Renovables
Clientes y nuevos usos
Transporte & Distribución Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Régimen Especial Producción en Régimen Especial Insular
En España hay 2.500 MW de bombeo puro y otros 2.000 MW en los que predomina la función de generación hidráulica convencional. Los sistemas aislados presentan la oportunidad de ser un “laboratorio” para una buena parte de los elementos de este nuevo modelo del sistema eléctrico.
El Hierro 278 km2 10.500 habitantes 7 MW demanda Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Proyectos de Almacenamiento de energía
Proyecto Gorona del Viento El Hierro, reserva de la biosfera, impulsa este proyecto en 2003
Su abrupta orografía y reducido tamaño la hacen idónea para este proyecto de hidro-eólica con bombeo. Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Proyecto Gorona del Viento Un proyecto necesario y novedoso … Esquema altimétrico
• 11,5 MW Eólicos, 11,3 MW Hidráulicos y 6 MW de Bombeo. • Central hidráulica entre dos embalses artificiales a diferente cota. Para bombear el agua se utilizará la energía generada por un parque eólico.
... que reportará una serie de ventajas para la isla: Cobertura del 70% de la demanda con fuentes renovables (objetivo avanzar hacia el 100%). Avances en la gestionabilidad de sistemas eólicos por almacenamiento. Diversificación de las fuentes de energía: mejora seguridad de suministro. Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Proyecto Gorona del Viento Proyecto de colaboración público - privado
GORONA DEL VIENTO EL HIERRO, S.A. ESTA PARTICIPADA POR:
COFINANCIA
www.goronadelviento.es Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Proyecto STORE
Proyecto STORE Proyecto de almacenamiento de energía mediante medios electroquímicos (baterías). Socios del proyecto: Universidad de Las Palmas, UPM, IIT, Endesa, Telvent, Ingeteam, Isotrol, Enel. Alternativa a la generación de turbinas de gas y grupos electrógenos que trabajan en puntas para generación auxiliar distribuida.
Despliegue tecnológico Instalación en las Islas Canarias 1. Batería electroquímica (NaS) en Gran Canaria: 1 MW. 2. Batería de flujo (ZnBr) en La Gomera: 0,5 MW. 3. Sistema de supercondensadores en Los Guinchos (La Palma). Batería NaS
Batería de Flujo (ZnBr)
Contribuye a solucionar los problemas de restricción de red y cobertura de demanda en Canarias
Storage Technologies of Reliable Energy Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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STORE Tecnología NaS de Almacenamiento de Energía
Baterías de Sulfuro de Sodio ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼
Tecnología: NaS Ubicación: La Aldea de San Nicolás (Gran Canaria) Potencia: 1,05 MW. Energía: 6,32 MWh. Nº ciclos: 2.500 Temperatura: 70 a 300ºC Eficiencia DC: 86%
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STORE Tecnología ZnBr de Almacenamiento de Energía
Baterías de ZnBr ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼
Tecnología: ZnBr Ubicación: La Gomera Potencia: 0,5 MW. Energía: 2,8 MWh. Nº ciclos: 13.000 Temperatura: ambiente Eficiencia DC: 70 %
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STORE Tecnología de Ultracondensadores para Almacenamiento de Energía
Ultracondensadores ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼
Tecnología: Ultracondensadores Ubicación: Guinchos (La Palma) Potencia: 4 MW. Energía: 555 Wh (0,5 s) Nº ciclos: 1.000.000 Eficiencia DC: 97%
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STORE Tecnologías de Almacenamiento de Energía
Proyecto Prototipos Ensayo en Laboratorio de Pisa (Livorno)
¼ Ensayo y simulación de – Baterías de Litio. – Baterías de flujo de Vanadio. – Baterías Zebra. ¼ Caracterización de su funcionamiento para extrapolación de resultados a la Red.
Batería de Litio
¼ Participación en la definición de los ensayos a realizar en cada módulo de ENDESA. Batería de Flujo (Va)
Batería Zebra
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STORE Proyecto colaborativo
COFINANCIA
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Vehículo Eléctrico
Evolución del Vehículo de Combustión Del motor de combustión al motor eléctrico
Motor de Combustión
Grado de Electrificación del vehículo
• Ruido • Polución • CO2/ NOx
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Evolución de las Baterías La evolución de las baterías supondrá cambiar de “promesa” a “realidad” del vehículo eléctrico
+ Coste
+ Temp.
+ Potencia
+ Potencia
+ Reciclado
+ Vida
- Coste
+ Energía
- Densidad Energética
- Peso
- Descarga
- Coste
- Reciclado Ión Litio
Litio Aire (Metal Aire)
Alta Energía
Ión Litio Alta Potencia
Pb ácido
NiCd
NiMH
Madurez tecnológica
Introducción
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Desarrollo
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Aumento de la demanda eléctrica Impacto sobre el sistema eléctrico. Influencia en la curva de demanda horaria.
Aumento de la demanda Aumento de la demanda eléctrica eléctrica 1 millón de VE → 2TWh/año 1 millón de VE → 2TWh/año
Escenario elaborado para Invierno 2015
Umbral máximo de integración de VE.
4 horas
8 horas
A
B Sin gestión de la demanda
C Con regulación
Vehículos eléctricos Perfil medio de demanda invierno 2015 Máximo aplanamiento
Con gestión de la demanda
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Impacto en las Redes Eléctricas El papel de una red inteligente
La red está sujeta a nuevos cambios G
G
G
G
G
Red de transporte (V > 220 kV) Consumo Red de reparto (36kV < V < 145 kV) Consumo Red de MT (1kV < V < 36 kV) Consumo Red de BT (V < 1 kV)
Consumo
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Aumento de la demanda eléctrica Impacto sobre el sistema eléctrico. Influencia en la curva de demanda horaria.
Recarga
Gestión baterías
-
Gestión demanda
Grado de Inteligencia de la red
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+
Gestión pasiva
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El contador inteligente: base de un sistema de gestión activa de la demanda
Factor clave: Contador Inteligente Sistemas Comerciales
DIANA
Sistema Comercial de Endesa
Sistema Central AMM
AMMS Red pública de comunicaciones Centros de transformación (CT)
Modem GPRS Alta capacidad procesamiento.
de
Concentrador
Puerto USB
Comunicaciones PLC
El contador inteligente, con capacidad de comunicación a través de la propia red en ambos sentidos, permitirá al usuario recibir información on line de su propio consumo y de los momentos de mayor o menor coste de la energía.
Domicilio del cliente
Contador
Contador
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Implantación del sistema de Telegestión Calendario Global de implantación
Preparación del plan masivo de implantación.
4ºT 2008 – 4ºT 2009
Desarrollo de los componentes de campo y los sistemas.
Homologación de los contadores y concentradores.
2010
1ª Implantación controlada en 150.000 clientes. Inicio de la implantación masiva. • 13 millones de contadores.
2011-2015
Implantación masiva.
• 140.000 concentradores.
Reducción del tiempo de implantación frente al calendario establecido por el regulador
La Telegestión de Endesa estará operativa desde el primer día Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Gestión de la demanda con contadores inteligentes Beneficios y ventajas para el usuario •
Lectura y facturación exactas y en plazo.
•
Mejor información sobre la energía consumida favoreciendo el ahorro y la eficiencia.
•
Nuevo modelo de relación con comunicación bidireccional
•
con el cliente. Permite servicios de valor añadido. Flexibilidad ante cambios regulatorios.
•
Más eficiencia y calidad en la operaciones comerciales. Cero molestias.
Título presentación
Inmediatez. •
Con adecuado control de potencia sin necesidad de ICP.
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Gestión de la demanda con contadores inteligentes Beneficios y ventajas aportados al sistema eléctrico • Contribuye a una mejor gestión de la demanda: con la reducción de pérdidas y la optimización de activos. • Permite una mejor planificación y desarrollo de la red. Curva de Energía suministrada Endesa 6/7/2009
• Posibilita el desarrollo de Redes Inteligentes. • Mejora la información para avanzar en la eficiencia global del sistema eléctrico. • Facilita la liberalización del mercado al simplificar el cambio de comercializadora.
Curva de demanda del sistema 8/7/2009
• Mayor ahorro y eficiencia energética.
Con un sistema de contadores inteligentes, como el que desplegará ENDESA, el sistema tendrá capacidad para que la demanda siga a una generación cada vez más variable. Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Conclusiones
Conclusiones Hacia un nuevo modelo del sistema eléctrico • La presencia masiva de renovables (generación distribuida e intermitente) y la futura entrada del vehículo eléctrico, empujan a un nuevo modelo en el que generación y demanda se mueven para seguirse mutuamente. • Los sistemas de almacenamiento y los contadores inteligentes son dos elementos fundamentales para el funcionamiento de ese nuevo modelo. Smart Energy Storage
Smart Energy Management 8-15% reducción de emisiones
Smart Buildings 30-50% reducción de emisiones Smart Grids Smart Energy Generation Smart Mobility Smart and Informed Customer 5-15% reducción de emisiones
Pero todo el sistema no se desarrollará completamente sin una concienciación y participación activa del ciudadano. El proyecto Smartcity pondrá en práctica y demostrará hasta dónde esto es así…
http://www.smartcitymalaga.es http://www.youtube.com/watch?v=xZPSe5DoBf0 Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Proyecto Smartcity Tecnología e innovación
Subtitulo Nivel 4
Smart and Informed Customers - Concienciación y compromiso de los ciudadanos Medición de la v “huella ecológica”
Nivel 3 Sistemas de información y telecomunicacio nes para operación de servicios en tiempo real
Gestión activa de la v hogares demanda en y PYMEs
Alumbrado público eficiente yv servicios al ciudadano
Smart Generation and Storage - Autogeneración y Almacenamiento de la Energía de Origen Renovable Paneles fotovoltaicos v y micro-eólica
Nivel 1
Programas de v concienciación y divulgación
Smart Energy Management - Gestión Eficiente del Uso Final de la Energía Sistemas de gestión v energética vía Internet
Nivel 2
Programas de eficienciavy gestión de la demanda
Almacenamiento v de energía
Vehículos v eléctricos
Smart Grids – Redes inteligentes de Distribución eléctrica Automatización y operaciónv de la red de MT y BT
Integración eficiente v de gen. distribuida
Telegestión de v contadores (luz, agua y gas)
Las redes inteligentes, la generación y el almacenamiento constituyen la base para facilitar la participación activa del ciudadano. Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución
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Gracias
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