MEJORAMIENTO DE LA UTILIZACIÓN Y EFICIENCIA DE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE ALMACENADORES DE ENERGÍA. Alberto del Rosso & Andrés Ghia

MEJORAMIENTO DE LA UTILIZACIÓN Y EFICIENCIA DE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE ALMACENADORES DE ENERGÍA Alberto del Rosso & Andrés Ghia Área de Pensami

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MEJORAMIENTO DE LA UTILIZACIÓN Y EFICIENCIA DE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE ALMACENADORES DE ENERGÍA

Alberto del Rosso & Andrés Ghia

Área de Pensamiento Estratégico Diciembre 2013

4 | CÁMARA ARGENTINA DE LA CONSTRUCCIÓN

ÍNDICE RESUMEN ........................................................................................................................................

7

1.

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS DEL TRABAJO .................................................................

9

2.

BREVE DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA ............ 11

2.1.

Características técnicas Principales de los sistemas de almacenamiento ...............................

11

2.2.

Costo del Sistema ...............................................................................................................

13

2.3.

Almacenaje Hidroeléctrico a través del Bombeo ..................................................................

13

2.4.

Almacenaje de Energía de Aire Comprimido .......................................................................

15

2.5.

Baterías Electroquímicas ...................................................................................................... 17

2.5.1. Ejemplo - Fairbank Alaska ...................................................................................................

20

2.6.

Flywheels – Volantes Inerciales ............................................................................................

22

2.7.

Ultracapacitores .................................................................................................................. 24

3.

APLICACIONES A SISTEMAS ELÉCTRICOS ........................................................................ 25

3.1.

Introducción .......................................................................................................................

25

3.2.

Tipos de Aplicaciones .........................................................................................................

37

3.2.1. Cambio de uso en el tiempo (time-shift) .............................................................................

29

3.2.2. Capacidad de Suministro ....................................................................................................

29

3.2.3. Seguimiento de la carga .....................................................................................................

29

3.2.4. Regulación de Frecuencia ...................................................................................................

30

3.2.5. Reserva de Operación .........................................................................................................

30

3.2.6. Soporte y Control de la Tensión ..........................................................................................

30

3.2.7. Soporte de Sistemas de Transmisión .................................................................................... 31 3.2.8. Reducción o Alivio de la Congestión de Transmisión ...........................................................

32

3.2.9. Diferimiento de inversiones en transmisión y distribución ....................................................

32

3.2.10. Suministro de Potencia en Subestaciones ............................................................................

32

3.2.11. Optimización del Manejo de la Demanda ............................................................................ 33 3.2.12. Mejoramiento de la Confiabilidad del Sistema ....................................................................

34

3.2.13. Mejoramiento de la Calidad de Potencia o Producto Eléctrico .............................................

34

3.2.14. Desplazamiento de Generación en el Tiempo – time-shift ...................................................

35

3.2.15. Adecuación de capacidad firme de Renovables ...................................................................

36

3.2.16. Mejoramiento de la integración a la red .............................................................................. 36 4.

VALOR ECONÓMICO DE ALMACENADORES DE ENERGÍA - COSTOS REPRESENTATIVOS Y BENEFICIOS ....................................................................................

39

4.1.

Costos Representativos de Almacenadores de Energia Introducción ....................................

39

4.2.

Beneficios Economicos de Almacenadores de Energía .........................................................

42

4.2.1. Beneficios Económicos Derivados de Aplicaciones Simples ..................................................

42

4.2.2. Beneficios Derivados de Aplicaciones Múltiples ...................................................................

43

4.2.3. Beneficios para la Sociedad en General ...............................................................................

45

5.

MODELO PARA LA ESTIMACIÓN DE BENEFICIOS DE ALMACENADORES .....................

47

5.1.

Introducción .......................................................................................................................

47

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5.2.

Estructura General del Modelo .............................................................................................

47

5.2.1. Selección de la Ubicación de la Instalación ...........................................................................

48

5.2.2. Base de datos de Tecnologías de Almacenadores .................................................................. 49 5.2.3. Base de datos de Aplicaciones .............................................................................................. 51 5.2.4. Análisis de Aplicaciones Múltiples ......................................................................................... 52 5.3.

Ejemplo de Aplicación ..........................................................................................................

53

6.

RESUMEN Y CONCLUSIONES ............................................................................................. 58

7.

BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................

59

ÍNDICE FIGURAS Figura 2-1: Corte transversal de una Planta de Almacenaje Hidroeléctrico a través de Bombeo ...........

14

Figura 2-2: Corte transversal de la Planta de Almacenaje de Energía a través de Aire Comprimido .....

15

Figura 2-3: Planta de Almacenaje de Energía a través de Aire Comprimido, Alabama CAES ...............

17

Figura 2-4: Esquema de funcionamiento de un sistema de almacenamiento de energía por baterías ..

18

Figura 2-5: Batería de plomo-acido (Fuente: EPRI) .............................................................................. 19 Figura 2-6: Batería de Sodio sulfuroso de 1.2 MW/7.2 MWh instalada en el sistema de New York Power Authority (NYPA) ..................................................................................

19

Figura 2-7: Esquema funcional del sistema de batería de GVEA en Fairbanks Alaska [8] ..................... 21 Figura 2-8: Vista de la sala de celdas de la batería de GVEA en Fairbanks Alaska ...............................

21

Figura 2-9: Corte transversal de un Volante Inercial ...........................................................................

23

Figura 2-10: Ultracapacitores ............................................................................................................. 24 Figura 3-1: Capacidad de Almacenamiento de Energía Eléctrica Instalada en el Mundo [3] ................

25

Figura 3-2: Distintos Usos del Almacenamiento de la Energía Eléctrica [3] .......................................... 25 Figura 3-3: Posicionamiento de las Distintas Tecnologías de Almacenamiento de Energía ................... 26 Figura 3-4: Ejemplo ilustrativo de variación de precios de la energía para un usuario final .................. 33 Figura 3-5: Uso de almacenamiento para desplazar generación eólica en el tiempo [2] ......................

35

Figura 5-1: Estructura general del modelo para el análisis económico de almacenadores de energía ES-Select™ ....................................................................................................

48

Figura 5-2: Hoja de ingreso de datos – Selección de la ubicación de la instalación [6] .........................

49

Figura 5-3: Página principal del modelo ES-Select™ - Selección de aplicaciones y visualización de opciones [6] ...........................................................................................

50

Figura 5-4: Ejemplo del valor de cada aplicación particular y su contribución al total .......................... 53 Figura 5-5: Factibilidad de las distintas tecnologías para la aplicación seleccionada – Caso #1 ............ 54 Figura 5-6: Probabilidad de repago en una cantidad de años determinada – Caso #1 ........................

55

Figura 5-7: Factibilidad de las distintas tecnologías para la aplicación seleccionada – Caso #2 ............ 56 Figura 5-8: Probabilidad de repago en una cantidad de años determinada – Caso #2 ........................

57

Figura 5-9: Distribución estadística del periodo de repago para diferentes tecnologías .......................

57

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Mejoramiento de la Utilización y Eficiencia de Sistemas Eléctricos Mediante Almacenadores de Energía RESUMEN Objetivos del Trabajo El objetivo de este trabajo es analizar la utilización de almacenadores de energía, en sus distintas variantes y tecnologías, para dotar a los sistemas eléctricos de la flexibilidad necesaria para integrar grandes cantidades de generación renovable variable, mejorando el grado de utilización y la eficiencia de las instalaciones existentes. Existe una gran variedad de tecnologías para el almacenamiento de energía que pueden utilizarse en muy diferentes maneras para mejorar la forma en que se operan y mantienen los sistemas eléctricos. Por ejemplo, los almacenadores de gran capacidad tales como centrales de bombeo y centrales de aire comprimido pueden utilizarse para balancear las fluctuaciones de potencia de la generación renovable, aplanando el perfil de generación, y por lo tanto mejorando la utilización de las redes de transmisión. Otros tipos de almacenadores, en especial las baterías, pueden utilizarse distribuidos en la redes de distribución y subtransmisión para mejorar las fluctuaciones de tensión y potencia debidas a la generación distribuida (solar fotovoltaica). Otros almacenadores convenientemente localizados y dimensionados sirven para mejorar la estabilidad y control de tensión, permitiendo aumentar la capacidad de ciertos corredores de transmisión.

Estructura del Informe En el capítulo 1 se presenta una breve descripción de los objetivos perseguidos, de las tecnologías existentes, y del alcance que tendrá el presente informe. En el capítulo 2 se presenta una descripción breve de los distintos tipos de tecnologías de almacenamiento que tienen aplicaciones en sistemas de potencia. El capítulo 3 describe las distintas posibles aplicaciones de almacenamiento de energía para resolver problemas de operación, control y calidad de potencia de sistemas eléctricos, así como para mejorar la eficiencia y utilización de las redes de transmisión y distribución. El capítulo 4 tiene dos secciones: En la primera se describen sección costos representativos de distintos tipos de almacenadores de energía para uso en sistemas eléctricos, mientras que la segunda presenta un resumen sucinto de los potenciales beneficios económicos del uso de almacenadores de energía para las aplicaciones descriptas en el Capítulo 3.

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En el capítulo 5 se describe un software desarrollado por el Sandia National Laboratory de los Estados Unidos, que tiene por objeto proveer un análisis estimativo de los potenciales usos y beneficios de diferentes tecnologías de almacenamiento. Finalmente en el capítulo 6 se presentan algunas conclusiones sobre el estudio.

Conclusiones Las siguientes son algunas de las principales conclusiones de este trabajo: • Existe una variedad considerablemente amplia de tipos de almacenadores de energía que pueden utilizarse en sistemas eléctricos, en muy variadas aplicaciones. La utilización en la mayoría de los casos es técnicamente viable, el mayor impedimento para una utilización más masiva es el rendimiento económico, o dicho de otra forma, la relación costo-beneficio. • Una instalación de almacenamiento es generalmente difícil de justificar económicamente si la misma está destinada a una sola aplicación. Sin embargo, si la misma instalación se puede usar para distintos usos, se pueden obtener beneficios muchos mayores que justifiquen la inversión. El uso múltiple de una instalación no es siempre posible. En efecto, las aplicaciones deben ser compatibles entre sí, y el almacenador debe cumplir con determinados requerimientos constructivos y operativos para que la aplicación múltiple sea factible. • Cuando se describe el rendimiento económico de una instalación de almacenamiento generalmente se consideran beneficios económicos directos, es decir los beneficios puedan internalizarse entre un grupo definido de beneficiarios. No obstante esto, existen otros beneficios que impactan un grupo muy grande de beneficiarios, tales como todos los clientes de la empresa eléctrica, e incluso en algunos casos a toda la sociedad en general (bienestar social). Entre los beneficios se incluyen por ejemplo, la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles: esto se logra como resultado de una mejor integración de renovables, y la reducción de costos mejora la competitividad de empresas, debido al mejoramiento de la confiabilidad y calidad del servicio eléctrico. • Los beneficios económicos directos pueden no ser suficientes para justificar por sí mismo, el costo de inversión de esta tecnología. Sin embargo la consideración de los importantes beneficios que impactan a un grupo muy amplio de la sociedad puede modificar esta perspectiva, favoreciendo la decisión del uso de almacenadores. Por lo cual, los beneficios globales debieran ser considerados cuidadosamente a la hora de definir políticas de incentivos para el desarrollo y uso de almacenamiento de energía.

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1. Introducción y Objetivos del Trabajo Debido a la combinación de una serie de factores estructurales, económicos y ambientales, los sistemas eléctricos se ven sometidos a mayores exigencias de operación que en cierta medida degrada la utilización eficiente de las instalaciones, y en determinadas circunstancias pueden afectar la confiabilidad del sistema. Estos factores incluyen entre otros el elevado grado de inserción de generación renovable de características variables (especialmente eólica y solar fotovoltaica), el elevado costo de capital que supone dotar a los sistemas de la capacidad necesaria para cubrir la demanda de pico, y las restricciones ambientales para instalar nuevas instalaciones de transmisión. Existe una gran variedad de tecnologías para el almacenamiento de energía que pueden utilizarse en muy diferentes maneras para mejorar la forma en que se operan y mantienen los sistemas eléctricos. Por ejemplo, los almacenadores de gran capacidad tales como centrales de bombeo y centrales de aire comprimido pueden utilizarse para balancear las fluctuaciones de potencia de la generación renovable, aplanando el perfil de generación, y por lo tanto mejorando la utilización de las redes de transmisión. Otros tipos de almacenadores, en especial las baterías, pueden utilizarse distribuidos en la redes de distribución y subtransmisión para mejorar las fluctuaciones de tensión y potencia debidas a la generación distribuida (solar fotovoltaica). Otros almacenadores convenientemente localizados y dimensionados sirven para mejorar la estabilidad y control de tensión, permitiendo aumentar la capacidad de ciertos corredores de transmisión. El concepto de almacenamiento de energía no es nuevo, y la mayoría de las tecnologías se han desarrollado hace más de dos décadas. Sin embargo, no se ha producido una utilización masiva de esta alternativa, debido al costo de inversión y mantenimiento y a la falta de estandarización y variedad comercial. No obstante esto, la reducción de costos de instalación y la mayor disponibilidad comercial que se ha logrado en los últimos años han hecho que los almacenadores de energía sean una opción competitiva para mejorar la utilización y eficiencia de los sistemas eléctricos. El objetivo de este trabajo es analizar la utilización de almacenadores de energía, en sus distintas variantes y tecnologías, para dotar a los sistemas eléctricos de la flexibilidad necesaria para integrar grandes cantidades de generación renovable variable, mejorando el grado de utilización y la eficiencia de las instalaciones existentes. En análisis se realiza en base a la abundante bibliografía que existe sobre la temática, así como información específica y conocimiento de los consultores. Si bien la existencia del material sobre este tema es cuantiosa, este estudio se basa principalmente en dos fuentes de información, que al mejor saber y entender de los consultores, representan las referencias más conspicuas sobre la materia. Se trata de los realizados por el Electric Power Research Institute (EPRI), y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), a través del laboratorio nacional de SANDIA. Estas instituciones han desarrollado investigación sobre almacenamiento de energía por muchos años, produciendo una cantidad significativa de informes técnicos, software y patentes sobre el tema.

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La estructura de este informe es la siguiente: En el capítulo 2 se presenta una descripción breve de los distintos tipos de tecnologías de almacenamiento que tienen aplicaciones en sistemas de potencia. El capítulo 3 describe las distintas posibles aplicaciones de almacenamiento de energía para resolver problemas de operación, control y calidad de potencia de sistemas eléctricos, así como para mejorar la eficiencia y utilización de las redes de transmisión y distribución. El capítulo 4 tiene dos secciones: En la primera se describen costos representativos de distintos tipos de almacenadores de energía para uso en sistemas eléctricos, mientras que la segunda presenta un resumen sucinto de los potenciales beneficios económicos del uso de almacenadores de energía para las aplicaciones descriptas en el Capítulo 3. En el capítulo 5 se describe un software desarrollado por el Sandia National Laboratory de los Estados Unidos, que tiene por objeto proveer un análisis estimativo de los potenciales usos y beneficios de diferentes tecnologías de almacenamiento. Finalmente en el capítulo 6 se presentan algunas conclusiones sobre el estudio.

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2. Breve Descripción de Tecnologías de Almacenamiento de Energía El almacenamiento temporario de la energía permite un mejor aprovechamiento de los recursos energéticos, sobre todo de aquellos cuya producción es variable (eólica, solar, etc.). Permite además en algunos casos desplazar inversiones en capacidad de transmisión y distribución. Las tecnologías con más avance al día de hoy, son las que se detallan a continuación: • Reservorios hidráulicos. • Aire comprimido. • Baterías. • Flywheels – Volantes Inerciales. • Súper Capacitores. • Almacenamientos Termales.

2.1. Características técnicas Principales de los sistemas de almacenamiento Se describen a continuación las principales características técnicas y funcionales de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica. Potencia de Salida: La capacidad de potencia disponible para los sistemas de almacenaje, es medida en Kilovatios (KW) o Megavatios (MW). Los sistemas de almacenamiento por lo general, tienen dos opciones de funcionamiento, una para operación continua y la otra para operación máxima. En la opción de potencia suministrada en forma continua, el sistema de almacenamiento puede funcionar continuamente hasta que esta se queda sin energía disponible. En funcionamiento de potencia máxima, el almacenador puede entregar la potencia durante sólo un período corto de tiempo, antes de volver a la posición de funcionamiento continuo. La opción de potencia máxima es a veces llamada, posición de potencia de pulso. Para la mayor parte de los sistemas de almacenamiento la posición de potencia máxima es varias veces la de funcionamiento continuo. La característica de potencia de una planta de almacenamiento está determinada fundamentalmente por la interfaz de conexión utilizada para convertir la energía almacenada, no por el tipo de medio de almacenamiento. Hoy en día, cualquier dispositivo de almacenamiento de energía que requiere una interfaz electrónica de potencia con el sistema de corriente alterna puede utilizar un convertidor de fuente de tensión configurado para proporcionar potencia real y reactiva, de forma dinámica, en respuesta a señales de control que cambian rápidamente. Energía: La capacidad de suministro de energía para sistemas de almacenaje, es medida en Kilovatio por horas (KWh) o Megavatio por horas (MWh). La capacidad de suministro de energía es por lo general especificada en la posición de operación de potencia en forma continua. Por ejemplo, un almacenador de energía

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con una disponibilidad de potencia de 10 MW y una capacidad de suministro de 40 MWh, es capaz de entregar 10 MW durante 4 horas. La energía entregada por un sistema de almacenamiento es dependiente del nivel de potencia en el cual este es operado o demandado. Por ejemplo, el sistema de almacenaje de energía de 10 MW / 40 MWh sólo puede entregar 20 MW de potencia durante 2 horas, y si en cambio es demandado en 5 MW de potencia por hora, puede funcionar durante 8 horas antes de descargarse totalmente. Duración de descarga: La duración de descarga está relacionada con la capacidad de energía de un almacenador. La duración requerida de descarga o carga varía en un amplio rango dependiendo del tipo de aplicación. Así por ejemplo, una almacenador del tipo ultracapacitor o flywheel tiene la capacidad de entregar una potencia relativamente alta pero por un periodo de tiempo muy breve. Se los utiliza para mejorar el control de tensión, la regulación de frecuencia o mejorar la estabilidad dinámica del sistema. En el otro extremo se encuentran las centrales hidráulicas de bombeo, que pueden descargar su energía durante varias horas. Interfaz con la red de potencia: Varios tipos de almacenadores están compuestos de celdas modulares de relativamente baja tensión (ej.: baterías), y además son de corriente continua. Estos almacenadores necesitan de un circuito de interfaz para poder convertir la salida de corriente continua en alterna a la frecuencia de la red, y adecuar la salida a la tensión del sistema donde se conectan. La configuración de la interfaz en estos casos consisten normalmente en un convertidores electrónico cuya salida opera a tensión industrial (4 – 6 kV) y un transformador elevador a media o alta tensión, dependiendo de dónde se conecte el almacenador. Tiempo de respuesta: El tiempo de respuesta requerido para el almacenador depende también de la aplicación. La velocidad en el almacenador puede variar ampliamente desde milisegundos hasta varios minutos. La velocidad de respuesta esta normalmente determinada por la interfaz más que por el almacenador en sí mismo. Dimensiones físicas y factibilidad de la instalación: Esta característica es muy importante ya que limita la posibilidad de utilizar cierto tipo de almacenadores debido al espacio que requiere la instalación. Las consideraciones ambientales también son importantes a la hora de definir la posibilidad de utilizar ciertos tipos de almacenadores. En algunos el uso en un lugar determinado está limitado por las características propias del dispositivo, por ejemplo, para poder construir una instalación de aire comprimido en caverna se necesitan características geológicas particulares, que están disponibles solo en algunos lugares. Eficiencia: Los sistemas de almacenamiento como cualquier otro sistema eléctrico producen pérdidas de energía cuando operan. La eficiencia puede variar entre el 75% y 90%, lo cual es relativamente bajo comparado con otros dispositivos y maquinas eléctricas. La eficiencia es importante en aplicaciones donde hay gran intercambio de energía entre el almacenador y la red. En casos donde el almacenador se lo utiliza para

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inyecciones rápidas y cortas de potencia – regulación de frecuencia, control de tensión, mejoramiento de la estabilidad – este factor es menos importante, y puede aceptar una eficiencia menor para no incrementar el costo de la instalación. Vida útil: Tal como ocurre con todos los componentes eléctricos, los almacenadores tienen una vida útil limitada. En muchos casos la vida útil está ligada directamente con la cantidad de cargas y descargas, como es el caso de las baterías. Las baterías se diseñan para una vida útil promedio de entre 20 y 30 años.

2.2. Costo del Sistema El costo de los sistemas de almacenaje de energía genéricos, siguen dos métodos de medida: • Costo por unidad de Potencia (USD/KW), y; • Costo por unidad de Energía (USD/KWh). El costo por unidad de potencia es usado de una manera similar, al modo que es usado para describir otras inversiones de capital en la industria. Es definido como el costo por unidad de potencia calculado, y puede ser usado como el costo del equipo más instalación. El costo por unidad de energía es usado de manera diferente, al modo que es usado para describir otras inversiones de capital en la industria. Para almacenaje de energía, los USD/KWh representa el costo por unidad de capacidad de almacenaje de energía. Esta definición es diferente del término que es usado comúnmente en generación, por ejemplo, donde el USD/KWh, representa el costo por unidad de la energía generada. El resultado es que los USD/KWh, utilizados para la energía de almacenaje parecen irrazonablemente altos, comparados con aquellos USD/KWh usados para la generación de energía. Por ejemplo, el costo de instalación de 200  MW  /  1.200  MWh para una planta de almacenaje, es de 300.000 USD, significa que el costo por unidad de potencia es de 1.500 USD/MW, mientras que el costo por unidad de energía es de 250 USD/KWh.

2.3 Almacenaje Hidroeléctrico a través del Bombeo El almacenaje hidroeléctrico a través del bombeo, por lo general llamado energía de bombeo, es la tecnología más madura y la forma más común de almacenaje de energía eléctrica en escala. La técnica de Bombeado para el almacenaje de energía, consiste en elevar el agua desde el embalse inferior hasta el embalse superior. De esta manera la energía sobrante que se quiere guardar, es transformada en energía potencial, al elevarla al embalse superior. La energía es recuperada cuando se permite que el agua fluya desde el embalse superior hacia el inferior, pasando por turbinas hidroeléctricas, regenerando la energía almacenada. La Figura 0-1 muestra un corte transversal de una planta típica de bombeo.

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Las plantas de almacenaje hidroeléctrico a través de bombeo, tienen varias ventajas técnicas sobre otras tecnologías de almacenaje. Esta usa tecnología bien conocida y madura. Las inversiones para la construcción, operación y mantenimiento de turbinas hidroeléctricas son conocidos, y el principio de almacenaje por bombeado hidroeléctrico es muy simple. Este conocimiento ha permitido la construcción de muy grandes instalaciones de bombeo hidroeléctrico. Ninguna otra tecnología de almacenaje de energía ha sido puesta en práctica, con el éxito que ésta ha tenido para almacenar cientos o miles de MW. Otra ventaja del bombeo es la independencia de la instalación para definir la potencia y la energía de almacenamiento. La capacidad de potencia de una instalación de bombeo depende del tamaño y número de turbinas que generan energía; mientras que la capacidad de energía almacenada depende del volumen de agua almacenado y la elevación del embalse superior. Como consiguiente, la capacidad de energía de una instalación de bombeo hidroeléctrico es independiente de su velocidad de descarga. El almacenamiento por bombeo también tiene algunas desventajas. El almacenaje por bombeo hidroeléctrico tiene baja densidad de energía relativa. El costo del proyecto puede ser enorme, y el impacto ambiental puede ser significativo. Los sitios donde los proyectos de bombeo pueden ser colocados, son limitados por el medio ambiente geográfico disponible. Además se debe disponer de una cantidad significativa de agua y una diferencia de elevación natural. Si no existe ninguna elevación natural, ambos embalses deben ser creados con una diferencia de cota significativa, encareciendo las inversiones del proyecto.

Figura 0-1: Corte transversal de una Planta de Almacenaje Hidroeléctrico a través de Bombeo.

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2.4. Almacenaje de Energía de Aire Comprimido Las plantas de Almacenaje de Energía de Aire Comprimido, almacenan la energía eléctrica comprimiendo y guardando un volumen grande de aire. El aire es almacenado en cavernas subterráneas o acuíferos. La energía es recuperada usando el aire como una entrada para ser utilizada en una turbina eléctrica, acoplada a un generador. Efectivamente, las plantas de Aire Comprimido funcionan comprimiendo el aire en determinados horarios y utilizando la expansión de éste cuando se lo necesite en la turbina. La Figura 0-2 muestra un ejemplo de una planta de Aire Comprimido diseñada para almacenamiento de electricidad. La tecnología de Aire Comprimido (AC) tiene varias ventajas como tecnología de almacenaje de energía eléctrica. Al igual que en el caso del bombeo hidroeléctrico, la potencia y la capacidad de almacenaje de energía para una instalación de AC, son independientes. La potencia de entrada depende del tamaño del compresor, mientras que la potencia de salida depende del tamaño del par turbina-generador. La capacidad de almacenaje de energía depende del tamaño y la capacidad de resistencia de presión de la caverna u otro almacenaje.

Figura 0-2: Corte transversal de la Planta de Almacenaje de Energía a través de Aire Comprimido

La tecnología Aire Comprimido es por lo general más barata en USD/KW y en USD/KWh que otras tecnologías (con excepción del bombeo hidroeléctrico), y la única condición que se debe cumplir es el disponer del reservorio necesario. Como consiguiente, es considerada muy atractiva como parte integrada a proyectos de generación eólica. Existen otros dos aspectos de la tecnología de AC, que la hacen diferente de la mayor parte de las otras tecnologías de almacenaje de energía. Los sistemas de AC requieren contenedores de almacenaje de aire

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grandes. Los mejores contenedores son apropiadamente clasificados en cavernas o acuíferos, lo que significa que una cantidad significativa de tiempo y esfuerzo deben asegurar, que un sitio es apropiado y seguro, para un sistema de Almacenaje de Aire Comprimido. Además, ya que una turbina de combustión por lo general es usada para convertir de nuevo la energía almacenada en los sistemas de AC, requieren una entrada de combustible durante la descarga del Aire. Este aspecto del almacenamiento por AC tiene dos ramificaciones importantes: • Primero, un suministro de combustible debe ser aplicado en el análisis del almacenamiento del AC. Esto añade otra variable a la ecuación económica, ya que los gastos de hacer funcionar la planta pueden variar dramáticamente con el precio de mercado del combustible. • Segundo, la salida de energía eléctrica de una planta de AC es realmente mayor que la energía eléctrica que ésta ha almacenado. La energía adicional, viene de la energía de combustión de la entrada de combustible, la cual a menudo es llamada de elevación. Ya que la eficacia de rendimiento de la entrada sobre salida es calculada, como la salida de energía eléctrica, dividida en la entrada de energía eléctrica, el efecto de elevación por lo general causa que la eficacia de los sistemas de Aire Comprimido se encuentre por arriba del 100 %. Para solucionar este problema se han propuesto, los sistemas “Adiabáticos” de Aire Comprimido. Estos sistemas almacenan la energía térmica producida durante el proceso de compresión y se la regresa al aire durante el proceso de expansión, eliminando la necesidad de una entrada de combustible durante la descarga. Varios sistemas han sido analizados, pero ninguno ha sido construido hasta el día de hoy. Hay dos sistemas en existencia de almacenaje por Aire Comprimido. El primero, localizado cerca de Huntorf, Alemania, ha estado en operación desde 1978. La instalación Huntorf es de 290 MW y funciona principalmente como respaldo del sistema eléctrico para amortiguar las cargas variables de rápida variación y como reserva caliente para clientes industriales. Aunque al principio no fue construido para apoyar a las turbinas de viento, ha sido usado recientemente para nivelar la potencia variable de los generadores eólicos en Alemania y servir de reservorio de almacenaje a dicha energía renovable. La otra instalación, localizada en Macintosh, Alabama, ha funcionado desde 1991. Esta proporciona una variedad de servicios tales como: manejo de la carga, variación rápida de la carga, reserva caliente, y funciona tanto como generador de potencia de pico o como un condensador sincrónico. En los últimos años, varios proyectos de Almacenaje de Energía a través de Aire Comprimido han sido propuestos en los Estados Unidos, de los cuales tres son destacables. El primero es la central eléctrica de Norton CAES, localizada en Norton, Ohio. Esta planta es la más grande del mundo y es construida con una capacidad de 2.700 MW.

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Figura 0-3: Planta de Almacenaje de Energía a través de Aire Comprimido, Alabama CAES.

Los otros dos proyectos están directamente relacionados con la generación de viento. La primera planta propuesta para construir es en Matagorda en Texas de Oeste, es de 540 MW de capacidad. La otra planta se construirá en Iowa central del norte, cerca de Regate de Fortaleza, es una planta para unos 200 MW de capacidad instalada.

2.5. Baterías Electroquímicas La batería electroquímica es la tecnología más vieja, la más conocida y la más extensamente usada como forma de almacenaje de energía eléctrica. Ésta fue desarrollada a principios del siglo diecinueve, y jugó un papel importante en las investigaciones tempranas en electricidad. Las baterías almacenan la energía en forma química. Una celda electroquímica es formada de dos mitades, una mitad positiva y la otra negativa. • La mitad positiva contiene un electrodo positivo y un electrólito positivo. • La mitad negativa contiene un electrodo negativo y un electrólito negativo. El electrodo positivo y el electrólito pueden reaccionar el uno con el otro para liberar la energía, pero sólo en la presencia de una fuente de electrones que pueden ser suministrados al electrodo. Del mismo modo, el electrodo negativo y el electrólito pueden reaccionar para liberar la energía, pero sólo en la presencia de una fuente de electrones de exceso producidos en el electrodo. Si el electrodo positivo y el electrodo negativo están relacionados por un alambre conductor, el exceso de electrones creados por la reacción en el electrodo negativo, pueden circular para suministrar la reacción en el electrodo positivo. Esto permite que ambas reacciones sucedan. La energía liberada puede ser dirigida eléctricamente, colocando una carga en el camino de conducción entre los dos electrodos.

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Las baterías más comúnmente usadas en la industria, son las denominadas secundarias o recargables. En las baterías secundarias, las reacciones químicas en el electrodo pueden ser dirigidas hacia atrás, por la aplicación de una corriente en la dirección inversa a la descarga, absorbiendo energía en el proceso. La absorción y la liberación de la energía pueden ser hechas varias veces, hasta que la batería se desgasta debido al proceso químico o mecánico. Las baterías secundarias son también llamadas a menudo, acumuladores.

Figura 0-4: Esquema de funcionamiento de un sistema de almacenamiento de energía por baterías

Las baterías tienen la ventaja de ser una tecnología bien entendida en su aplicación. Como en ellas la energía se transforma por medios químicos, éstas tienen mucho más densidad de energía que los dispositivos físicos, basados en procesos como bombeo hidráulico, aire comprimido, volantes, y ultracondensadores. Las baterías tienden a desgastarse más rápidamente que otros dispositivos de almacenaje de energía, son algo sensibles a las condiciones de uso, en particular a la temperatura. Además, muchas baterías usan materiales ambientalmente tóxicos como plomo y cadmio, que deben ser correctamente eliminados al final del proyecto. A continuación se describen los distintos materiales y componentes utilizados en la realización de baterías de almacenamiento electroquímico: • Baterías de Plomo-ácido (lead-acid). • Baterías de Níquel – Cadmio. • Baterías de Azufre – Sodio (sodium-sulfur NaS). • Baterías de Flujo. • Baterías de Sistemas de Vanadio Redox (Vanadium Redox). • Baterías de Flujo de Bromo – Zinc (Zn/Br Redox). • Otras Tecnologías de Batería de Flujo (Fe/Cr Redox, Zn/aire Redox).

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Todos estos materiales utilizados para realizar las baterías, han sido bastante experimentado a lo largo de los años y sus aplicaciones dependen de su costo, necesidad de altas densidades, bajo mantenimiento, baja corrosión, tiempo de vida, contaminación y otros usos de la industria. A modo de ejemplo se muestra una instalación de una batería de acido. En la figura se muestra una batería de sodio sulfuroso. Estas baterías se aplican mayormente como soporte en sistemas de distribución, para mejorar la integración de generación distribuida, así como permitir la operación en isla ante contingencias severas. La vida útil de estas baterías de aproximadamente 15 años y soportan hasta 4500 ciclos de carga/descarga.

Figura 0-5: Batería de plomo-acido (Fuente: EPRI)

Figura 0-6: Batería de Sodio sulfuroso de 1.2 MW/7.2 MWh instalada en el sistema de New York Power Authority (NYPA)

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2.5.1. Ejemplo - Fairbank Alaska Otro ejemplo de aplicación de sistemas de Almacenamiento de Energía mediante Baterías, es el de Fairbank Alaska. Esta instalación consiste en un sistema de baterías para mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico de la empresa Golden Valley Electrical Association (GVEA) en Fairbank en Alaska Estados Unidos. La batería de níquel-cadmio fue diseñada para proveer una potencia de 27 MW por 15 minutos, o 46 MW por un periodo de 5 minutos. El objetivo principal de la instalación es mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico local, el cual era severamente afectado por salida de servicio frecuente de las líneas que alimentan el centro de carga en cuestión1. La empresa GVEA suministra electricidad a la ciudad de Fairbanks, la cual se encuentra localizada en la región de denominada Railbelt, que se extiende a lo largo de las principales líneas de ferrocarril del estado de Alaska. En esta región se encuentra también la ciudad de Anchorage, que es la mayor ciudad de Alaska con aproximadamente 260,000 habitantes. El servicio eléctrico en esta región esta suministrado por seis empresas cuyas redes se hallan interconectadas. El área se divide en tres zonas: la zona de Fairbank, Anchorage y la península de Kenai. A diferencia de lo que ocurre en la mayoría de los sistemas eléctricos, el pico de demanda en esta región se da en invierno, debido al uso de electricidad para calefacción. La generación local en esa zona está compuesta mayormente por turbinas de gas, con algunas plantas de carbón y gas cerca de Fairbanks, y algunas plantas hidráulicas en la le península de Kenai. Esta región de Railbelt está aislada eléctricamente y su capacidad instalada es relativamente pequeña – 800 MW. La salida intempestiva de alguna planta de generación o línea principal de transmisión produce importantes cortes de suministro a los usuarios. En particular, en el sistema de la empresa GVEA, esta situación se produce cuando se pierde la interconexión con Anchorage y se está importando potencia desde esa zona, o bien cuando se pierde algún generador importante de la misma GVEA. El sistema de baterías fue diseñado para aportar mayor estabilidad y mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico en la zona de Fairbanks. En caso de un evento severo en la red la batería provee la energía requerida por los usuarios por un tiempo suficiente para arrancar las máquinas turbogas locales. De no contar con las baterías, tales generadores tendrían que estar en servicio en forma permanente para evitar cortes en caso de salida de la línea de interconexión, incrementando significativamente los costos de operación, y por lo tanto la tarifa a los usuarios. La batería se utiliza también para controlar la tensión, mejorar la estabilidad del sistema y suavizar las variaciones de potencia. La instalación entro en servicio en diciembre de 2003 y ha operado en forma confiable desde entonces. Entre los años 2004 y 2008 se reportaron 267 eventos en la red de potencia en los cuales hubo que utilizar las baterías para evitar interrupciones de suministro a los clientes. 1

Golden Valley Electrical Association Battery Energy Storage System: Engineer-of-Record Report. EPRI, Palo Alto, CA: 2010. 1020639.

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El sistema de batería se compone de dos elementos principales: la batería de níquel-cadmio propiamente dicha, y un convertidor electrónico de cuatro cuadrantes que convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna para ser inyectada a la red, o absorbida desde la misma cuando la batería se encuentra en modo de carga. Adicionalmente, la instalación posee filtros para minimizar el ripple en la tensión y corriente, y un transformador que convierte de 5000 V en la salida del convertidor a 138 kV en las barras de la subestación. Esta configuración le permite al sistema de batería-convertidor controlar la inyección y absorción de potencia tanto activa como reactiva en un amplio rango de variación, lo que brinda la capacidad de ser utilizada para mejorar el control de tensión y estabilidad dinámica del sistema. La Figura 3-4 representa en forma esquemática la configuración de la instalación. La Figura 3-5 provee una vista del interior de la sala de celdas de la batería.

Figura 0-7: Esquema funcional del sistema de batería de GVEA en Fairbanks Alaska [8]

Figura 0-8: Vista de la sala de celdas de la batería de GVEA en Fairbanks Alaska

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Se resumen a continuación las características principales de esta instalación: • Localización: Fairbanks Alaska, Estados Unidos • Empresa eléctrica: Golden Valley Electrical Association • Características constructivas y funcionales: «« 13.760 celdas de Ni-Cadmio «« Peso total: 1500 Ton «« Descarga: 27 MW continuo por 15 minutos, o 46 MW por un periodo de 5 minutos «« Interfaz con la red: convertidor electrónico de cuatro cuadrantes de 46 MVA continuo, y transformador elevador 5.0/138 kV • Usos: Mejoramiento confiabilidad, diferimiento de inversiones en transmisión • Reduce entre 60-70% los cortes • Costo de instalación: US$35 millones de dólares americanos • Comisionamiento: diciembre de 2003 • Vidal útil estimada: 25-30 años • Disponibilidad: 99% desde su instalación hasta el año 2010

2.6. Flywheels– Volantes Inerciales Los volantes almacenan la energía eléctrica en forma de energía cinética, gracias al ímpetu angular de una masa que gira. Durante la carga, el volante gira acoplado a un motor que se encuentra conectado a la entrada de la energía eléctrica; durante la descarga, el mismo motor actúa como un generador, regresando al sistema la energía almacenada en su masa rotante en forma inercial, produciendo electricidad. Los volantes tienen varias ventajas sobre las baterías electroquímicas. La mayor parte de los volantes en funcionamiento al día de hoy, han demostrado ser capaces de abastecer varios cientos de miles de ciclos de descarga a máxima demanda y tienen mucho mejor ciclo de vida que las baterías. El volante tiene eficiencia de ciclo muy alta de más del 90 %, y pueden ser recargados rápidamente cuando han sido descargados. Ya que la energía de un sistema de volante inercial depende del tamaño y la velocidad del rotor, y la potencia depende de la capacidad del motor-generador, entonces la potencia y la energía de almacenamiento son independientes. Las desventajas del almacenamiento de energía por volantes inerciales, son su relativa baja densidad de energía y pérdidas de reserva grandes. Los volantes inerciales han sido predominantemente usados en aplicaciones de calidad de potencia, en el cual los volantes proporcionan la energía necesaria para estabilizar las variaciones de la tensión momentánea e interrupciones transitorias. Muchos sistemas incorporan volantes acoplados al rotor del generador para proveer de estabilidad inercial. El volante permite amortiguar interrupciones de aproximadamente 15 segundos de duración.

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Los volantes de corta duración también han sido usados para servir cargas fluctuantes en el nivel de distribución, en particular cargas relacionadas con variaciones transitorias. El servicio eléctrico a menudo experimenta fluctuaciones en la carga, relacionadas por ejemplo con el arranque y parada de trenes eléctricos que le introducen perturbaciones al sistema. También se recupera energía y/o se disminuye la demanda cuando frenan y este aporta energía al sistema. Los volantes son utilizados en las subestaciones transformadoras que proveen el servicio eléctrico al servicio de trenes, para aceptar la energía liberada por el tren durante una parada y luego lo libera para acelerar el tren, cuando éste se pone en marcha. Este sistema de volantes inerciales reducen la demanda eléctrica en el sistema de distribución local, permitiendo la reducción de capacidad de la subestación, haciendo una mejor utilización de los activos T&D, y aplazamiento en la construcción de nueva capacidad.

Figura 0-9: Corte transversal de un Volante Inercial.

Recientemente, la tecnología de volantes inerciales ha sido propuesta para aplicaciones de más larga duración. Beacon Power Corporation, un fabricante de volantes de alta densidad de energía, propone volantes para aplicaciones de regulación de frecuencia en el nivel de transmisión. Esta aplicación está siendo probada en Nueva York, financiada por la fundación Autoridades de Desarrollo de Energía de Estado de Nueva York (NYSERDA), y en California, financiada por la Comisión de Energía de California (CEC). No hay actualmente ningún proyecto para usar volantes de larga duración, en aplicaciones de generación eólica.

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2.7. Ultracapacitores Ultracondensadores o Ultracapacitores, también conocidos como súpercapacitores, condensadores electroquímicos, capacitores eléctricos de doble capa (EDLC), son dispositivos eléctricos de muy gran tamaño que funcionan bajo el principio del campo eléctrico. Esta tecnología permite condensadores con capacitancia muy alta, medida en faradios o miles de faradios, pero en voltajes relativamente bajos, entre uno y tres voltios. Los sistemas de Ultracapacitores de alto voltaje, consisten en celdas individuales múltiples relacionadas en serie, para producir el voltaje deseado.

Figura 010: Ultracapacitores.

Los ultracapacitores son generalmente caracterizados por ciclos de vida más largos y densidad de potencia más alta que las baterías, pero densidad de energía mucho más inferior. Actualmente, éstos son también bastante caros y requieren de electrónica de control de potencia para la operación apropiada. La tecnología presente de los ultracapacitores, es apropiada para aplicaciones de corta duración en el tiempo y se utilizan como estabilizadores de la potencia, para otorgar calidad a los sistemas eléctricos. Los fabricantes han investigado su uso como estabilizador de tensión en corriente alterna en los Sistemas de Transmisión, funcionando como reguladores durante las perturbaciones de los sistemas.

También han sido usados para estabilizar el voltaje ante la presencia de cargas de potencias altas, como por ejemplo, el caso de las estaciones de trenes eléctricos y las industrias electro-intensivas. Caso similar al de volantes inerciales. El sistema de ultracapacitores captura la energía del frenado del tren y queda almacenada hasta que sea necesario su uso en el momento de la aceleración del vehículo. Este efecto reduce las consecuencias del proceso de aceleración y frenado en el sistema de distribución eléctrico local, permitiendo reducir la capacidad de los activos de distribución y mejor utilización de los activos existentes. .

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3. Aplicaciones a sistemas eléctricos 3.1. Introducción Hay una gran variedad de posibles opciones de almacenamiento de energía para el sector eléctrico, cada una con características únicas de operación, rendimiento y durabilidad. La Figura 01 presenta estimaciones comparativas del total de la capacidad de almacenamiento instalada a nivel mundial al año 2012. Aunque se han instalado muchas formas de almacenamiento de energía, los sistemas de bombeo hidroeléctricos son los más utilizados, con más de 127.000 MW instalados en todo el mundo. Las Instalaciones de Aire Comprimido de Almacenamiento de Energía (CAES), son las que siguen en orden de importancia con 316 MW, seguido por las baterías de sodio-azufre con 35 MW. El resto de los recursos de almacenamiento de energía concentran menos de 85 MW, y consisten principalmente en unas pocas instalaciones de baterías de Ni-Cd, Volantes Inerciales y otros tipos de baterías.

Figura 0-1: Capacidad de Almacenamiento de Energía Eléctrica Instalada en el Mundo [3].

Los usos de almacenamiento en sistemas eléctricos son muy variados, y se aplica en muy diferentes formas en las fases de generación, transmisión y distribución, y uso de la energía eléctrica. La siguiente figura muestra en forma esquemática las posibles localizaciones de almacenadores para servir a estos distintos usos.

Figura 0-2: Distintos Usos del Almacenamiento de la Energía Eléctrica [3].

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En la siguiente figura, extraída de un informe de EPRI, se ilustran en forma comparativa las características de almacenamiento de energía de las diversas opciones tecnológicas y los usos más comunes de las mismas. En el eje X, se representa el tamaño de los módulos constructivos de potencia y en el eje Y, la duración temporal de descarga de energía a la potencia nominal. Estas comparaciones son muy generales y se ofrecen únicamente a los efectos conceptuales, muchas de las opciones tienen una duración y rangos de potencia más amplios a los que se muestran en esta figura.

Figura 0-3: Posicionamiento de las Distintas Tecnologías de Almacenamiento de Energía

Las aplicaciones de almacenadores de energía en sistemas eléctricos pueden clasificarse de diversas formas. En forma muy general, las aplicaciones de almacenamiento pueden distinguirse entre aplicaciones de potencia, de capacidad y aplicaciones de energía. Las primeras son aquellas que requieren del almacenador una inyección de una cantidad relativamente grande de energía durante un tiempo breve. Este requerimiento se presenta por ejemplo en aplicaciones para mejorar el control de frecuencia y mejorar la respuesta del sistema de transmisión (estabilidad y control). Entre las tecnologías que poseen estas características se encuentran los SMES (almacenamiento de energía en superconductores magnéticos), flywheels y ultracapacitores. Las aplicaciones de capacidad son aquellas destinadas a diferir o reducir la necesidad de ampliaciones en el sistema. Por ejemplo, una batería puede instalarse en un lugar estratégico para cubrir los requerimientos de demanda durante situaciones de contingencia, disminuyendo la necesidad de reforzar las redes de distribución o transmisión. Dependiendo del caso, este tipo de aplicaciones requieren una cantidad reducida de ciclos de operación a lo largo del año.

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Las aplicaciones de energía por otro lado, requieren el almacenamiento de cantidades relativamente grandes de energía, con tiempo de descarga que pueden variar desde minutos a varias horas. Las tecnologías que presentan estas características son las centrales de bombeo, las de aire comprimido (CAES), almacenamiento térmico y las baterías.

3.2. Tipos de Aplicaciones Si bien la clasificación anterior en tres categorías da una visión genérica de las distintas aplicaciones, se necesita de una clasificación más detallada para identificar las características técnicas que debe reunir cada tipo de aplicación. En este aspecto, EPRI categoriza 10 tipos de aplicaciones que cubren las tres actividades principales, generación, transmisión, distribución, y usuario final o demanda. Por otro lado, el informe del Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos identifica 16 aplicaciones, agrupadas en 5 grupos, tal como se resumen en la Tabla 0-1. Se provee en esta sección una breve descripción de cada una de estas aplicaciones, destacando los principales requerimientos técnicos. También se provee una descripción de las posibles sinergias que existen entre los distintos usos o aplicaciones. Tal aspecto es de gran importancia, ya que tal como se describe más adelante, el uso de almacenadores de energía resulta económicamente atractivo en muchos casos solo cuando una misma instalación se utiliza para distintas aplicaciones. Desde ya para que tal sinergia sea posible, los requerimientos técnicos de las diferentes aplicaciones tienen que ser compatibles entre sí. Categoría 1. Suministro de Energía

Aplicación Cambio de uso en el tiempo (time-shift) Capacidad de suministro

2. Servicios complementarios

Seguimiento de la carga Regulación Reserva de operación Soporte y control de tensión

3. Red de potencia

Soporte de sistemas de transmisión Reducción de la congestión en transmisión Diferimiento de inversiones en transmisión y distribución Suministro de potencia a subestaciones

4. Usuario final

Time-of-use (TOU) Gestión de Costos de Energía Optimización del manejo de la demanda Mejoramiento de la confiabilidad Mejoramiento de la calidad de potencia

5. Integración de renovables

Desplazamiento de generación en el tiempo Adecuación de capacidad firme Mejoramiento de la integración en la red de la G. Eólica

Tabla 0-1: Aplicaciones de Almacenadores de Energía en Sistemas Eléctricos (Fuente [5])

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Claramente, el tipo de aplicación requerido en cada caso determina las características técnicas que debe reunir el sistema de almacenamiento destinado a tal fin. Estos requerimientos pueden ser muy variados dependiendo de cada caso particular, sin embargo es posible identificar características generales que definen a grandes rasgos los tipos de tecnologías y sus usos. La Tabla 0-2 presenta una resumen genérico de las características técnicas más importantes que deben reunir los almacenadores de energía para las aplicaciones descriptas anteriormente, con respecto a la capacidad de potencia, el tiempo de carga y la cantidad de operaciones o ciclos de operación por año. Dicha tabla ha sido elaborada en base a información del informe de EPRI [4] y del informe de SANDIA [5]. Debe destacarse que estos son valores muy generales que han surgido de investigaciones y de proyectos de demostración llevados a cabo por esas dos entidades. Se observa que en muchos casos los valores varían en un rango muy amplio, especialmente en lo que respecta a la capacidad, ya que para un mismo tipo de aplicación, esa característica puede variar en gran medida dependiendo de diversos factores propios de cada caso en particular.

Aplicación

Capacidad

Duración descarga

Ciclos

Suministro de energía Cambio de uso en el tiempo (time-shift)

10-500 MW

2-10 hr

300-400/año

Capacidad de suministro

10-500 MW

2-10 hr

Seguimiento de la carga

1-100 MW

2-4 hr

Regulación de frecuencia

1-100 MW

15 minutos

>8000/año

Reserva de operación

10-100 MW

1-5 hr

>5000/año

Soporte y control de tensión

1-10 MW

1-15 minutos

Soporte de sistemas de transmisión

10 MW

2 seg. – 30 minutos

Reducción de la congestión en transmisión

1 – 100 MW

2-6 horas

Diferimiento de inversiones en transmisión y distribución

1-100 MW

2-6 horas

Suministro de potencia a subestaciones

1.5 – 5 kW

8-16 horas

Optimización del manejo de la demanda

1 kW – 1 MW

4-6 horas

400-1500/año

Mejoramiento de la confiabilidad

50 kW – 10 MW

5 min. – 1 hora

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