Giridaran Srinivasan
Nov 25, 2022
A América do Norte está a tornar-se rapidamente o ponto de acesso global para sistemas híbridos de energia solar + armazenamento. Atualmente, é raro ver uma nova proposta de projeto solar fotovoltaico nos Estados Unidos que não incorpore um sistema de armazenamento co-localizado.
As vantagens práticas e financeiras desses sistemas são cada vez mais bem compreendidas. A integração do armazenamento de baterias ajuda os operadores fotovoltaicos a suavizar a produção da central e a apoiar a estabilidade da rede. Também abre um leque de potenciais novos fluxos de receitas provenientes de serviços emergentes de flexibilidade e de equilíbrio da rede.
Mas a gestão dos sistemas solares + de armazenamento é altamente complexa. Armazenar e distribuir energia no momento ideal requer um conhecimento extremamente detalhado da quantidade de energia que um projeto está a gerar, tanto agora como no futuro imediato.
Os promotores, operadores e proprietários exigem cada vez mais dados meteorológicos e de irradiância solar de alta frequência (1 minuto) que lhes permitam tomar decisões rápidas, precisas e financeiramente eficazes. Neste blogue, descrevemos os 5 benefícios dos dados de alta frequência para o mercado solar + armazenamento em crescimento nos EUA.
Projeto solar AES Lawai Foto de Dennis Schroeder / NREL 58009
No sector solar, a frequência com que os dados de irradiância são recolhidos e observados pode variar entre intervalos de 60 minutos, até intervalos de 1 minuto. Se os dados forem recolhidos a intervalos de 1 minuto, estão a ser recolhidos a uma escala extremamente granular, ou de frequência mais elevada. Observações pouco frequentes, ou dados de baixa frequência, podem levar a uma compreensão imperfeita do comportamento da irradiância solar.
Atualmente, a indústria continua a basear-se em dados de séries temporais de baixa frequência (60 minutos) durante a fase de pré-planeamento dos projectos, até à fase operacional. Como os novos projectos de energia solar + armazenamento tendem para uma janela de duas a quatro horas, em que a energia é gerada, armazenada e despachada, confiar em dados de séries temporais de 60 minutos causa pontos cegos que limitam a capacidade do operador para maximizar os fluxos de receitas e apoiar a rede.
São necessários dados mais granulares e de alta frequência para preencher estes pontos cegos, mitigar os riscos técnicos e financeiros e apoiar o funcionamento diário dos projectos híbridos.
A Solargis desenvolveu uma nova abordagem aos dados ao minuto em colaboração com a Universidade de Málaga. A Solargis utiliza uma extensa base de dados mundial plurianual de observações de 1 minuto, a partir da qual são utilizados os cinco locais mais semelhantes para representar as condições radiativas de um determinado local de projeto.
Além disso, são geradas Matrizes de Probabilidade de Transição para o local de interesse para quatro classes de céu diferentes, e são efectuados vários milhares de iterações para cada valor de índice de nuvens. Os dados da série temporal de 1 minuto são gerados de acordo com o modelo baseado em satélite da empresa.
Quando os dados de 1 minuto da Solargis são utilizados com os dados históricos de previsão da empresa, obtêm-se benefícios financeiros significativos para os promotores, proprietários e operadores de projectos, permitindo-lhes tomar melhores decisões de conceção e despacho e operar com maior segurança o Sistema de Armazenamento de Energia em Bateria (BESS). De seguida, descrevemos os 5 principais benefícios da utilização dos dados de 1 minuto e dos produtos de previsão da Solargis.
Os dados históricos de 1 minuto permitem aos operadores e às empresas de serviços públicos compreender a variabilidade dos recursos solares de uma forma muito mais granular. Em particular, os dados de 1 minuto permitem aos operadores compreender melhor os efeitos de borda de nuvem, que são um fenómeno comum na produção de energia fotovoltaica causado pelo aumento súbito da irradiância devido aos reflexos das nuvens que passam. Isto ajuda a identificar as variabilidades ao nível dos nós/subestações em diferentes estações e a preparar-se para condições variáveis.
Além disso, os valores exactos ou realistas da previsão da produção de energia fotovoltaica a nível sub-horário são essenciais para a estabilidade e o funcionamento da rede. Com os dados de previsão da Solargis, os operadores de projectos podem tomar melhores decisões de despacho e, por conseguinte, apoiar os serviços públicos no equilíbrio entre a oferta e a procura.
O acesso a dados de alta frequência também ajuda os promotores a estimar com maior exatidão as "perdas de corte", que é a energia perdida causada num sistema solar devido ao facto de o inversor reduzir a sua saída para atingir a sua potência máxima ou a potência máxima permitida para a ligação à rede.
Na maioria dos casos, e dependendo da região, as centrais fotovoltaicas subestimam tipicamente as perdas de corte quando utilizam dados horários, o que se está a tornar mais comum com rácios DC/AC maiores.
Muitos projectos estão a tender para sistemas de baterias de duas a quatro horas, nos quais a energia é armazenada e despachada. A maior parte dos projectos envolve a redução de picos, a arbitragem energética ou o apoio à rampa e/ou outros serviços de apoio à rede. Por conseguinte, uma conceção precisa da bateria (MWh) é essencial para minimizar a variabilidade do rendimento energético de um projeto, bem como para otimizar o tipo de aplicação solar + armazenamento.
Com os dados históricos de 1 minuto e os dados de previsão histórica da Solargis, os promotores podem conceber baterias de tamanho ideal e melhorar outros equipamentos electrónicos de energia suplementares. Por conseguinte, os dados de 1 minuto são essenciais para informar o tamanho de uma bateria escolhida para uma determinada aplicação durante a fase de conceção do projeto e para orçamentar com precisão os custos iniciais de um projeto.
Se um ativo solar produzir mais energia do que os valores previstos (dia anterior e intradiário), deve ser reduzido para garantir a estabilidade da rede. Isto significa controlar os inversores para reduzir a potência máxima de saída, o que pode levar a tensões técnicas no sistema e a perdas de energia. Por outro lado, se um ativo não produzir o suficiente, o operador da rede pode multar o operador do ativo por não ter cumprido a produção contratada.
O serviço de previsão da Solargis permite uma visão muito mais granular de quando armazenar e despachar energia, dando aos operadores uma maior capacidade de controlar a variabilidade da produção de energia.
Da mesma forma, para a aplicação de controlo de rampa, é muito importante estudar e modelar as operações da bateria. os dados históricos de 1 minuto e os dados históricos de previsão garantem que a investigação e a modelação são efectuadas da forma mais precisa. Através de um maior controlo, os dados de 1 minuto reduzem o número de penalizações que um operador recebe por não servir adequadamente a rede dentro dos limites de rampa exigidos.
Para os operadores que participam no mercado grossista de comércio de energia, a previsão exacta, juntamente com os dados do sinal de preço de mercado, permite identificar o período financeiramente mais eficiente para carregar e enviar energia de um sistema solar + armazenamento. Estes estudos financeiros podem ser modelados mesmo antes da construção de uma central solar + armazenamento. Utilizando produções reais históricas de satélites e dados históricos de preços de mercado, os modelos de despacho de baterias podem ser executados com várias combinações de contingências.
Com este conhecimento, os operadores podem tomar decisões precisas de despacho e carregamento que maximizem as suas receitas ao vender energia ao mercado grossista de eletricidade.
Para descobrir como Solargis pode ajudar com dados de 1 minuto, assista ao nosso próximo webinar em 7 de dezembro de 2022. Registe-se aqui para participar.
Para saber mais sobre a metodologia de dados de 1 minuto da Solargis, clique aqui.
