Giridaran Srinivasan
Nov 25, 2022
Norteamérica se está convirtiendo rápidamente en el punto caliente mundial de los sistemas híbridos de energía solar y almacenamiento. Hoy en día es raro ver una nueva propuesta de diseño solar fotovoltaico en Estados Unidos que no incorpore un sistema de almacenamiento coubicado.
Cada vez se conocen mejor las ventajas prácticas y económicas de estos sistemas. La integración del almacenamiento en baterías ayuda a los operadores fotovoltaicos a suavizar la producción de la planta y a mantener la estabilidad de la red. También abre un abanico de posibles nuevas fuentes de ingresos procedentes de los servicios de flexibilidad y equilibrio de la red.
Pero la gestión de los sistemas de energía solar + almacenamiento es muy compleja. Almacenar y distribuir la energía en el momento óptimo requiere un conocimiento extremadamente detallado de cuánta energía está generando un proyecto, tanto ahora como en el futuro inmediato.
Los promotores, operadores y propietarios necesitan cada vez más datos meteorológicos y de irradiación solar de alta frecuencia (1 minuto) que les permitan tomar decisiones rápidas, precisas y rentables. En este blog, describimos las 5 ventajas de los datos de alta frecuencia para el incipiente mercado de la energía solar y el almacenamiento en Estados Unidos.
Proyecto solar Lawai de AES. Foto de Dennis Schroeder / NREL 58009
En el sector solar, la frecuencia con la que se recogen y observan los datos de irradiancia puede oscilar entre intervalos de 60 minutos hasta intervalos de 1 minuto. Si los datos se recogen a intervalos de 1 minuto, se están recogiendo a una escala extremadamente granular, o de mayor frecuencia. Las observaciones poco frecuentes, o los datos de baja frecuencia, pueden conducir a una comprensión imperfecta del comportamiento de la irradiación solar.
En la actualidad, el sector sigue basándose en datos de series temporales de baja frecuencia (60 minutos) durante la fase previa a la planificación de los proyectos, hasta la fase operativa. Dado que los nuevos proyectos de energía solar y almacenamiento tienden a tener una ventana de dos a cuatro horas, en la que se genera, almacena y distribuye la energía, depender de datos de series temporales de 60 minutos provoca puntos ciegos que limitan la capacidad del operador para maximizar los flujos de ingresos y apoyar a la red.
Se necesitan datos más granulares y de alta frecuencia para llenar estos puntos ciegos, mitigar los riesgos técnicos y financieros y apoyar el funcionamiento diario de los proyectos híbridos.
Solargis ha desarrollado un nuevo enfoque de los datos de 1 minuto en colaboración con la Universidad de Málaga. Solargis utiliza una extensa base de datos mundial plurianual de observaciones de 1 minuto, de la que se utilizan los cinco emplazamientos más similares para representar las condiciones radiativas de un emplazamiento de proyecto concreto.
Además, se generan Matrices de Probabilidad de Transición para el lugar de interés para cuatro clases de cielo diferentes, y se realizan varios miles de iteraciones para cada valor de índice de nubes. Los datos de las series temporales de 1 minuto se generan de acuerdo con el modelo basado en satélites de la empresa.
Cuando los datos de 1 minuto de Solargis se utilizan con los datos históricos de previsión de la empresa, se obtienen importantes beneficios económicos para los promotores, propietarios y operadores de proyectos, que les permiten tomar mejores decisiones de diseño y despacho y operar con mayor seguridad el sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS). A continuación describimos las 5 ventajas principales de utilizar los datos de 1 minuto y los productos de previsión de Solargis.
Los datos históricos de 1 minuto permiten a los operadores y a las empresas de servicios públicos comprender la variabilidad del recurso solar de una forma mucho más detallada. En particular, los datos de 1 minuto permiten a los operadores comprender mejor los efectos de los bordes nubosos, que son un fenómeno común en la generación de energía fotovoltaica causado por el aumento repentino de la irradiancia debido a los reflejos de las nubes que pasan. Esto ayuda a identificar las variabilidades a nivel nodal/subestación en las distintas estaciones y a prepararse para condiciones variables.
Asimismo, unos valores de previsión de producción de energía fotovoltaica a nivel subhorario precisos o realistas son esenciales para la estabilidad y el funcionamiento de la red. Con los datos de previsión de Solargis, los operadores de proyectos pueden tomar mejores decisiones de despacho y, por tanto, ayudar a las compañías eléctricas a equilibrar la oferta con la demanda.
El acceso a los datos de alta frecuencia también ayuda a los promotores a estimar con mayor precisión las "pérdidas por recorte", es decir, la pérdida de energía causada en un sistema solar debido a que el inversor reduce su potencia de salida para alcanzar su potencia nominal máxima o la potencia máxima permitida para la conexión a la red.
En la mayoría de los casos, y dependiendo de la región, las plantas fotovoltaicas suelen subestimar las pérdidas por recorte cuando se utilizan datos horarios, lo que es cada vez más común con mayores proporciones de CC a CA.
Muchos proyectos tienden hacia sistemas de baterías de dos a cuatro horas en los que se almacena y distribuye la energía. La mayoría de los proyectos se dedican a la reducción de picos, al arbitraje energético o al apoyo de rampas y/u otros servicios de apoyo a la red. Por lo tanto, un diseño preciso de la batería (MWh) es esencial para minimizar la variabilidad del rendimiento energético de un proyecto, así como para optimizar el tipo de aplicación solar + almacenamiento.
Con los datos históricos de 1 minuto y los datos históricos de previsión de Solargis, los promotores pueden diseñar baterías de tamaño óptimo y mejorar otros equipos electrónicos de potencia suplementarios. Por lo tanto, los datos de 1 minuto son esenciales para informar sobre el tamaño de una batería elegida para una aplicación concreta durante la fase de diseño del proyecto, y para presupuestar con precisión los costes iniciales de un proyecto.
Si un activo solar produce más energía de la prevista (en el día y durante el día), debe reducirse para garantizar la estabilidad de la red. Esto significa controlar los inversores para reducir la potencia máxima, lo que podría provocar tensiones técnicas en el sistema y pérdidas de energía. Por el contrario, si un activo produce menos de lo contratado, el operador de la red puede multarle por no cumplir la producción contratada.
El servicio de previsión de Solargis ofrece una visión mucho más detallada de cuándo almacenar y enviar energía, lo que proporciona a los operadores una mayor capacidad para controlar la variabilidad de la generación de energía.
Asimismo, para la aplicación de control de rampas, es muy importante estudiar y modelizar las operaciones de las baterías. los datos históricos de 1 minuto y los datos históricos de previsión garantizan que el estudio y la modelización se realicen de la forma más precisa. Gracias a un mayor control, los datos de 1 minuto reducen el número de penalizaciones que recibe un operador por no atender correctamente a la red dentro de las limitaciones de rampa requeridas.
Para los operadores que participan en el mercado mayorista de energía, una previsión precisa, junto con los datos de las señales de precios del mercado, les permite determinar el periodo más eficiente desde el punto de vista financiero para cargar y enviar energía desde un sistema solar + almacenamiento. Estos estudios financieros pueden modelizarse incluso antes de la construcción de una planta solar + de almacenamiento. A partir de las producciones reales históricas de los satélites y de los datos históricos de precios de mercado, se pueden ejecutar modelos de despacho de baterías con varias combinaciones de contingencias.
Con estos conocimientos, los operadores pueden tomar decisiones precisas de despacho y carga que maximicen sus ingresos al vender energía al mercado mayorista de electricidad.
Para descubrir cómo Solargis puede ayudarle con los datos de 1 minuto, asista a nuestro próximo seminario web el 7 de diciembre de 2022. Regístrese aquí para asistir.
Para obtener más información sobre la metodología de datos de 1 minuto de Solargis, haga clic aquí.
