Fuente: https://energycentral.com
La creciente participación de la electricidad eólica y solar fotovoltaica (FV) en los sistemas de energía requiere una gestión eficiente y, en algunas ocasiones, el refuerzo de las redes de transmisión y distribución para evitar la congestión. Como alternativa a las costosas actualizaciones de la infraestructura necesaria para la integración en la red de fuentes de energía renovables variables, como la solar y la eólica, se están implementando alternativas sin cables, también llamadas líneas eléctricas virtuales (VPL) en varias partes del mundo.
Para respaldar la red existente, mientras se mejora el rendimiento y la confiabilidad del sistema de energía, los VPL incluyen baterías conectadas al menos en dos ubicaciones de la red: una batería en el lado del suministro, cerca de la fuente de generación renovable, que almacena el excedente de producción de electricidad. que no se pueden transmitir al lado de la demanda debido a las congestiones de la red (y que de otro modo se reducirían); y otra batería colocada en el área de demanda, que se cargaría siempre que la capacidad de transmisión esté disponible y la demanda sea baja.
Figura 1: Representación esquemática del concepto de línea eléctrica virtual
Fuente: IRENA (2020a)
Beneficios de las líneas eléctricas virtuales
Visto de otra manera, las líneas eléctricas virtuales son una aplicación específica de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Utilizadas como líneas eléctricas virtuales, las baterías a escala de servicios públicos ( IRENA, 2020b ) brindan varios beneficios potenciales, como agregar capacidad eléctrica a la red mucho más rápido y, en algunos casos, a costos más bajos en comparación con el refuerzo o la expansión de la infraestructura convencional (ver Tabla 1). Además de la gestión de la congestión, las líneas eléctricas virtuales también son adecuadas para proporcionar una gama de servicios auxiliares ( IRENA, 2020c). Las baterías pueden proporcionar una respuesta de frecuencia rápida, lo que podría reemplazar las plantas de energía de gas en picos. También pueden ofrecer inercia del sistema, tradicionalmente proporcionada por plantas de carbón, para las que los condensadores síncronos se han convertido en el requisito principal, y rampas flexibles. Sin embargo, el marco regulatorio dicta si las baterías utilizadas como líneas eléctricas virtuales también pueden participar en los mercados mayoristas y de servicios auxiliares, donde existen tales mercados.
Tabla 1: Desafíos de actualización de la red, en comparación con los beneficios de las líneas eléctricas virtuales
Fuente: IRENA (2020a)
Para desbloquear modelos comerciales innovadores que hagan que las líneas eléctricas virtuales sean más atractivas económicamente, se debe permitir que los sistemas de almacenamiento de energía brinden una variedad de servicios, incluido el almacenamiento para reducir la congestión, lo que ayudaría a diferir la inversión en la red, así como servicios auxiliares y de equilibrio, como Regulación de frecuencia y voltaje. Desde el punto de vista de la rentabilidad, el uso óptimo de la batería en sí también debe considerar el número de cargas y descargas por día y la vida útil de la batería para proporcionar dichos servicios. Permitir la acumulación de ingresos múltiples es clave para mejorar el caso comercial del almacenamiento y maximizar su bienestar social.
Figura 2: Contribución de líneas eléctricas virtuales para integrar energía renovable variable
Fuente: IRENA (2020a)
Progreso e implementación
Las líneas eléctricas virtuales están comenzando a despertar interés en varios países. Ya hay cerca de 3 gigavatios (GW) de baterías planificadas para ser utilizadas como VPL en diferentes geografías, con proyectos que van desde unos pocos megavatios (MW) a GW. Por ejemplo, el operador francés del sistema de transmisión (TSO), RTE, está implementando su primer proyecto piloto de 40 MW llamado RINGO, con el objetivo de aumentar la integración de energía renovable en la red y optimizar las corrientes eléctricas en su red. Un plan alemán de desarrollo de la red elaborado por los cuatro GRT del país ha propuesto 1,3 GW de almacenamiento de energía para garantizar la estabilidad de la red y reducir los costes de la red. En enero de 2019, Andhra Pradesh Transmission Company, una empresa de servicios públicos de propiedad pública en India,
En los Estados Unidos, Pacific Gas & Electric seleccionó un proyecto de almacenamiento de energía de 10 MW como parte de una cartera de soluciones de transmisión durante su proceso de planificación de transmisión regional, el primer proyecto de este tipo elegido para aliviar la congestión en los mercados estadounidenses. Además, en 2018, el mercado de interconexión PJM en los Estados Unidos recibió propuestas para múltiples proyectos de almacenamiento basados en baterías de entre 25 y 50 MW para ayudar a aliviar los problemas de congestión de la red. De manera similar, en Australia, se están considerando proyectos que utilizan almacenamiento basado en baterías como transmisión virtual junto con los postes y cables tradicionales para agregar capacidad en las líneas de transmisión interestatales clave.
Tabla 2: Avances realizados hasta el momento por las líneas eléctricas virtuales
Fuente: IRENA (2020a)
Las líneas eléctricas virtuales muestran que, si la innovación en tecnología va acompañada de innovación en la regulación, los modelos comerciales y la operación del sistema, los sistemas de almacenamiento de energía se pueden implementar a escala y de manera rentable para respaldar la integración de partes muy altas de energía solar fotovoltaica y la energía eólica en los sistemas energéticos globales. El informe de IRENA “Panorama de la innovación para un futuro con energía renovable ” identifica 30 innovaciones clave que pueden reducir el costo de integrar grandes cantidades de energías renovables en los sistemas de energía actuales, con líneas eléctricas virtuales y baterías a gran escala entre ellas ( IRENA, 2019 ).
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