SMA ofrece una solución innovadora de acoplamiento CC que permite que el campo fotovoltaico y el sistema de almacenamiento de baterías se conectan entre sí en el lado de CC del inversor. De este modo, si escogemos en el momento de desarrollo de la planta una solución de acoplamiento CC, tendremos la tranquilidad de que cuando llegue el momento de instalar una solución de almacenamiento ya no necesitaremos añadir un inversor de baterías ni un transformador adicional con sus celdas de media tensión asociados.
Uno de los grandes objetivos medioambientales de la Unión Europea para 2030 es que al menos un 30 por ciento de cuota en el consumo de energía total provenga de las renovables. En España desde hace unos años observamos un claro aumento de la penetración de este tipo de energías. Una tendencia ya imparable que también se está impulsando por parte del gobierno a través de la Ley de Cambio Climático y Transición Energética, y en concreto del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 (PNIEC), un instrumento de planificación para cumplir con los objetivos y metas de la UE en el marco de la política energética y climática.
Este prometedor horizonte para el sector en nuestro país también traerá cambios importantes a nivel legislativo. En este sentido, en un futuro cercano se prevé una limitación para la instalación de nuevas centrales en lo que se refiere a permisos de acceso y conexión a las redes de transporte y distribución eléctrica; mientras que las existentes deberán modernizarse especialmente en relación con almacenamiento. Y es que, en los próximos años, experimentaremos un incremento de la oferta de energía de fuentes renovables intermitentes. Esto supondrá que en ciertos momentos del día haya picos y por lo tanto una sobreproducción que, si no puede ser almacenada o gestionada, supondrá una pérdida de beneficios para las centrales y plantas productoras.
Hasta ahora, los sistemas acoplados en CA han sido la opción tradicional elegida para conectar grandes sistemas de almacenamiento en baterías a las plantas de energía fotovoltaicas de gran tamaño. Se trata de dos o más subsistemas de energía que trabajan por separado en el lado de CC. Después, los flujos de energía se acoplan en el lado de CA antes de la conexión a la red de media tensión.
Ilustración 1 Acoplamiento CA con almacenamiento
Sin embargo, con una solución innovadora de acoplamiento CC como la que ofrece SMA, el campo fotovoltaico y el sistema de almacenamiento de baterías se conectan entre sí en el lado de CC del inversor. De este modo, si escogemos en el momento de desarrollo de la planta una solución de acoplamiento CC, tendremos la tranquilidad de que cuando llegue el momento de instalar una solución de almacenamiento ya no necesitaremos añadir un inversor de baterías ni un transformador adicional con sus celdas de media tensión asociados. Además, los recorridos cortos de los cables reducirán al mínimo las pérdidas de energía en las líneas y todo el sistema se volverá aún más eficiente. En definitiva, al necesitar menos componentes y menos cableado, los sistemas acoplados en CC permiten ahorrar en costes de inversión (CAPEX) y optimizar tiempos de instalación a los operadores de sistemas fotovoltaicos. Al constar de menos equipos, los sistemas de acoplamiento en CC también reducen los costes de operación y mantenimiento (OPEX).
Ilustración 2 Acoplamiento CC con almacenamiento
Entre las aplicaciones principales del almacenamiento de energía que nos encontramos destacan:
- Arbitraje de energía (Energy Shifting)
- Aporte en picos de demanda (Flexible Peaking Resource / Resource Adequacy)
- Regulación de frecuencia o de tensión (Frequency Regulation)
- Capacidad reserva (Reserve Capacity)
La clave sobre la viabilidad de los proyectos con almacenamiento reside en cómo modelizar los flujos de ingresos asociados a cada una de estas aplicaciones. Para poder hacerlo es necesario entender cada una de ellas.
Arbitraje de energía
La aplicación más directa del almacenamiento está ligada a la participación en los mercados de subasta de energía donde el almacenamiento habilita la opción de inyectar energía en periodos con precios más altos e incluso evitar el alto impacto de la canalización entre fuentes renovables (precios negativos). El objetivo aquí es vender la energía generada al mejor precio. El modelo necesita series de precios para calcular los ingresos de la energía por el diferencial de precio entre el despacho y la carga.
Aporte en picos de demanda
La demanda máxima en la red generalmente ocurre durante unas pocas horas al día. Además de la generación de energía que constituye la carga base de la electricidad, los operadores de servicios públicos y redes mantienen los recursos máximos en espera listos para inyectar un aumento de energía adicional en la red. El almacenamiento de electricidad está experimentando un incremento de popularidad como recurso en esta aplicación debido a sus rápidos tiempos de respuesta que, en el caso de las baterías Li-ion, son milisegundos.
Regulación de frecuencia y tensión
Si la demanda es superior a la generación la frecuencia cae, lo que provoca apagones e inestabilidad. Cuando la energía generada supera a la demanda, la periodicidad aumenta y esto puede dañar la red y los dispositivos conectados. La regulación de frecuencia implica reglar la oferta y la demanda segundo a segundo para mantener la corriente dentro de los límites de tolerancia exigidos. A medida que más renovables se conectan a la red eléctrica, la variabilidad en el suministro y las fluctuaciones son cada vez más asiduas y graves. En algunos mercados la regulación de frecuencia es el servicio auxiliar con mejor remuneración.
Reserva operativa (capacidad)
Un requisito crucial para la red es mantener la estabilidad incluso si un generador o grupo de generadores se desconecta. El sistema en su conjunto no debe experimentar una variación excesiva en la frecuencia y el flujo de energía. Por lo general, los activos de generación trabajan utilizando un pequeño porcentaje de la capacidad de reserva, lo que agrega ineficiencias, costos adicionales y desperdicios. Para esta aplicación se pueden utilizar sistemas de almacenamiento de acción rápida como condensadores, volantes y baterías lo que permite a los generadores funcionar más cerca de su valor nominal. Por el tiempo de respuesta aquí podemos encontrar reserva giratoria, reserva suplementaria o suministro de respaldo.
Con la gama de soluciones Medium Power Station con inversores Sunny Central UP de SMA es posible convertir la problemática de los excedentes de producción en una oportunidad de rentabilidad adicional de su planta y beneficiarse de futuros modelos de negocio atractivos.
Sunny Central UP, la solución de SMA para plantas fotovoltaicas de gran tamaño que requieren almacenamiento con baterías acopladas en CC
El Sunny Central UP, con una vida útil superior a los 25 años, es el sistema más potente de SMA para plantas fotovoltaicas de gran tamaño. Con una potencia de hasta 4600 kVA y, para ello, supone una reducción importante en el número de unidades de inversores. Con este modelo podemos beneficiarnos de un considerable ahorro en el transporte, el montaje, la puesta en marcha y el servicio técnico. También ofrece una reducción del consumo propio del inversor de hasta el 53 %, que se traduce en una bajada significativa de sus costes operativos.
Además, el Sunny Central UP ofrece una solución ‘llave en mano’ y puede ser conectado fácilmente hasta a seis DC-DC Converter de SMA de 500 kW cada uno, un nuevo convertidor diseñado para ayudar a controlar de manera inteligente el flujo energético, y con el que la planta queda totalmente
Artículo escrito por:
SMA Ibérica
