Modelo de despacho tecnoeconómico para combinar energía hidráulica de bombeo con energía solar y eólica

Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Un equipo de investigación en España ha desarrollado un modelo matemático horario que, según se informa, permite la gestión óptima de instalaciones de generación renovable conectadas a la red y almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo con turbina de bomba reversible. Los científicos probaron el modelo en un potencial complejo eólico hidrosolar de bombeo en el norte de España y descubrieron que la combinación de las tres tecnologías puede lograr ahorros considerables.

Diagrama general del modelo de despacho tecnoeconómico propuesto.

Imagen: Universidad de Zaragoza, Revista de Almacenamiento de Energía, Licencia Creative Commons CC BY 4.0

Científicos de la Universidad de Zaragoza y el desarrollador de energías renovables Atalaya Generación han introducido un novedoso método de optimización para la gestión del almacenamiento hidráulico por bombeo integrado con plantas de energía fotovoltaica y eólica conectadas a la red.

Dijeron que probaron el modelo con datos reales, satisfaciendo la demanda de electricidad y obteniendo el máximo beneficio.

«El objetivo de este estudio es desarrollar un modelo matemático horario que permita la gestión óptima de las instalaciones de generación renovable conectadas a la red y de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo con turbina bomba reversible», enfatizaron los científicos. «El modelo puede aprovechar las oportunidades en el mercado eléctrico mediante la compra y venta del exceso de energía generada a la red».

En el artículo “ Optimal scheduling and management of bombeo hidroalmacenamiento integrado con plantas de energía renovable conectadas a la red ”, publicado en el Journal of Energy Storage , el grupo de investigación explicó que el modelo se basa en un problema de optimización de enteros mixtos, que es un Tipo de problema matemático que se utiliza a menudo en la programación de energía.

“El modelo incorpora la compra de energía a través de un contrato indexado a los precios de la electricidad en el mercado mayorista”, explicaron los académicos. “Este supuesto nos permite obtener un despacho económico óptimo para cada hora. Además, el modelo incluye la posibilidad de vender el excedente de producción a un precio fijado en el mercado eléctrico cada hora”.

El modelo supone que las pérdidas por evaporación no afectan el rendimiento del sistema, y ​​que la energía eólica y solar priorizan satisfacer la demanda eléctrica requerida por el sistema cada hora.

Los investigadores han utilizado datos de generación de 2019 de plantas existentes en el Valle del Ebro en España. Estas plantas están representadas por 860 MW de instalaciones fotovoltaicas, 456 MW de parques eólicos y una instalación de almacenamiento hidráulico por bombeo con una capacidad de almacenamiento de 5.750 MWh. Se estima que los parques eólicos generarán 1.352 GWh al año y las plantas fotovoltaicas 2.065 GWh.

Para analizar el rendimiento tecnoeconómico del sistema, los científicos tomaron como referencia los precios horarios del mercado eléctrico mayorista español fijados por el operador del mercado OMIE en 2019. Compararon el rendimiento del complejo hidro-eólico-solar de bombeo. al de un sistema de referencia sin almacenamiento hidráulico por bombeo y encontró que el primero reduce el costo de compra de energía en el mercado eléctrico hasta en un 27 %.

“Comparado con el caso sin almacenamiento, la integración del almacenamiento hidroenergético por bombeo reduce en un 20% la cantidad de energía a comprar en el mercado eléctrico para satisfacer la demanda, lo que implica un ahorro económico en la operación del sistema de hasta 27%”, explicaron.

Además, los científicos descubrieron que el sistema que incluye la instalación de almacenamiento de agua por bombeo puede ayudar a evitar la reducción de energía.

“La aplicación del modelo propuesto para el funcionamiento óptimo de sistemas eléctricos basados ​​en generación renovable combinada con almacenamiento hidráulico por bombeo a gran escala ayuda a mejorar la competitividad y viabilidad de los sistemas energéticos”, concluyeron los investigadores. “La mejor decisión se toma cada hora para reducir los altos costos energéticos y obtener una gestión eficiente y resiliente del uso del agua”.