Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución

15|06|10 Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución José Manuel Valle Feijóo Dirección

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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

Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución

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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

ƒ Hay dos elementos que empujan con fuerza a ese cambio … ƒ … 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

ƒ Se pueden utilizar los sistemas de almacenamiento para suavizar la curva de potencia de cada una de las plantas renovables …. ƒ 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

ƒ En España hay 2.500 MW de bombeo puro y otros 2.000 MW en los que predomina la función de generación hidráulica convencional. ƒ 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

ƒ 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. ƒ Para bombear el agua se utilizará la energía generada por un parque eólico.

... que reportará una serie de ventajas para la isla: ƒ Cobertura del 70% de la demanda con fuentes renovables (objetivo avanzar hacia el 100%). ƒ Avances en la gestionabilidad de sistemas eólicos por almacenamiento. ƒ 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 ƒ Proyecto de almacenamiento de energía mediante medios electroquímicos (baterías). ƒ Socios del proyecto: Universidad de Las Palmas, UPM, IIT, Endesa, Telvent, Ingeteam, Isotrol, Enel. ƒ Alternativa a la generación de turbinas de gas y grupos electrógenos que trabajan en puntas para generación auxiliar distribuida.

Despliegue tecnológico ƒ 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)

ƒ 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.

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 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

José Manuel Valle Feijóo Impacto de los sistemas de almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos en las redes de distribución

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