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un generador síncrono inteligente podría ser una tecnología
que rompa barreras. Como se muestra en la figura 2,
el sistema de control de última generación debe adaptarse
en tiempo real al funcionamiento en curso del SE. Este
tabla 2. Resumen de eficiencia del almacenamiento
de energía y escala de distintas soluciones
propuestas (Fuente: Consejo Mundial de Energía,
" Cinco pasos para el almacenamiento de energía " ,
enero de 2020). El ciclo de descarga preferente se
basa en los costos nivelados más bajos de 2020
(Fuente: Joule, vol. 3, n.° 1, págs. 81-100).
Tipo de
almacenamiento
Batería de litio
Hidroeléctrico por
bombeo
Volante
Térmico
Hidrógeno
Almacenamiento de
energía magnética por
superconducción
Almacenamiento
de energía por aire
comprimido
Eficiencia de
ida y vuelta
85-95 %
Ciclo de descarga
preferente (2020)
Corto, < 1 h
70-85 % Medio, 1-32 h
80-95 % Muy corto,
< 0.5 h
80-90 %
25-55 %
95-98 %
70-89 %
Estacional
Muy largo,
> 512 h
Corto
Largo, > 64 h
funciona como un sistema de control inteligente de supervisión
a cargo del controlador de tensión de nivel inferior (el
AVR) y el controlador de turbina (regulador). En este punto,
los algoritmos de control a nivel de sistema que manejan las
interacciones y conmutaciones son la base de las tecnologías
necesarias.
Para desarrollar el concepto, los controladores de las
centrales deben contener un modelo de gemelo digital que
utilice las funcionalidades de nuevas tecnologías de sensores.
Esto ayudará a descubrir la degradación del rendimiento
de cada unidad generadora y a iniciar medidas de protección
para evitar interrupciones a largo plazo. Es importante
señalar que las características de las redes de CA cambian
de una hora a otra e incluso más debido a las transiciones
futuras. De este modo, una adaptación en línea para la red de
centrales hidroeléctricas (p. ej., mediciones de sincrofasores)
también puede mejorar el rendimiento de las centrales en
situaciones de contingencia.
tabla 3. Resumen de capacidades habituales de
aumento de la producción de distintas instalaciones
de generación eléctrica [Fuente: Agencia de los
Estados Unidos para el Desarrollo Internacional/
India y el Laboratorio Nacional de Energías
Renovables (NREL, por sus siglas en inglés), " Cómo
aumentar la capacidad de potencia " , septiembre de
2020 y el NREL, " Análisis de comportamiento de
aumento en la energía eólica en el ERCOT " ,
marzo de 2011].
Tipo de almacenamiento
Embalse hidroeléctrico
Hidroeléctrico por bombeo
Central termoeléctrica
Gas natural (captura y
almacenamiento de carbono)
Central eléctrica a carbón
Central de energía nuclear
Energía eólica*
Energía solar**
Rendimiento de la tasa de
rampa
10-30 %/min.
10 %/min.
4 %/min.
2-4 %/min.
1-4 %/min.
Sin rampa
10 %/min.
10 %/min.
*Dependiente de la fuente intermitente; **se reduce la
recolección de energía.
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Asignación de reservas de energía y
capacidades de aumento
Uno de los mayores desafíos que enfrenta la transición
energética es la asignación de tasas suficientes de
aumento de reservas de energía. Este problema se manifestó
en apagones constantes en California durante el
verano de 2020. California es un estado que ha experimentado
con proporciones más altas de energías renovables
intermitentes que los niveles actuales de Noruega.
En este caso, las centrales eléctricas de gas natural no
eran lo suficientemente capaces de proporcionar la capacidad
de aumento de energía ultra alta necesaria para
complementar las energías renovables intermitentes. En
la actualidad, California tiene un déficit de fuentes por
el lado del suministro, y la Corporación de la Confiabilidad
Eléctrica de Norteamérica prevé que continúe. Para
resolver este problema, las centrales hidroeléctricas situadas
en embalses y las instalaciones de almacenamiento
por bombeo podrían haber proporcionado la flexibilidad
esencial y los servicios por el lado del suministro necesarios.
Cabe destacar que no todas las regiones tienen el
privilegio de contar con fuentes hidroeléctricas disponibles
o el terreno necesario para construir infraestructura
de almacenamiento por bombeo a gran escala, como en
Noruega. Esta situación se debe a que la densidad energética
de los embalses es directamente proporcional a la
altura de su almacenamiento, donde el 40 % de Noruega
se encuentra a más 600 m sobre el nivel del mar.
La transición actual demanda almacenamiento de
energía durante intervalos de tiempo en que la entrada de
energías renovables según las condiciones meteorológicas
no esté fácilmente disponible. El exceso de capacidad de
periodos de alta generación de energías renovables debe
almacenarse para utilizarlo en periodos de baja producción
(déficit). La generación hidroeléctrica por bombeo y
aquella con embalses comprenden altas posibilidades de
noviembre/diciembre 2022
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