Una alta diversificación de proyectos de almacenamiento de energía con tecnologías solares se puede desarrollar en el país, especialmente en el sector de la generación distribuida, ya sea en proyectos de net billing o en la pequeña escala, de acuerdo a lo que señala David Rau, vicepresidente de la Asociación Chilena de Energía Solar (Acesol).

El ejecutivo, que también es gerente de Flux Solar, señala a ELECTRICIDAD los principales alcances que tiene el almacenamiento de energía en este sector de la industria.

¿Es posible implementar sistemas de almacenamiento de energía con baterías a proyectos de generación distribuida con energía FV y en qué consisten?

Sí, absolutamente. Las cuentas de electricidad industrial se dividen aproximadamente en 50% pago de energía y 50% pago de potencia. Las demandas máximas hoy en día se suministran a través de infraestructura ineficiente, cara y contaminante. El mayor tiempo esperan en stand-by para actuar en caso de necesidad.

Características

¿Cuáles son las características de un sistema de almacenamiento con paneles fotovoltaicos?

En general, el sistema de almacenamiento consiste en 3 módulos:

  • Las baterías, las que almacenan la energía. Hoy en día existen diversas tecnologías con múltiples capacidades y habilidades. Destacan especialmente las baterías litio-ion.
  • El sistema de control, el que debe operar de forma eficiente, autónoma y debe permitir un monitoreo en tiempo real.
  • Inversores bidireccionales fiables, con grandes potencias y de alta eficiencia.

Solo mediante sistemas de almacenamiento modernos -en conjunto con sistemas autónomos que incluyan algoritmos de predicción y de aprendizaje automatizada- pueden cortar las demandas máximas asegurando un suministro fiable en todo momento, y así reemplazar esta infraestructura de demanda peak. Como resultado, se aprovecha al máximo el uso de energías renovables y limpias, y se bajan los costos en la operación de la red.

¿Y qué factibilidad tienen para aplicarse en proyectos PMGD? 

Una planta solar PMGD en conjunto con un sistema de almacenamiento permite:

  • Suministrar energía a la red cuanto más se necesita
  • Cortar demandas máximas para evitar infraestructura ineficiente y cara
  • Maximizar el uso de energía limpia, por ejemplo mediante una optimización del factor AC/DC
  • Optimizar la rentabilidad del PMGD comercializando la energía a mejor precio
  • Aumentar la potencia firme del PMGD

¿Cuál es la experiencia internacional en la instalación del almacenamiento en proyectos solares de generación distribuida?

Es necesario destacar que, desde 2018, el despliegue mundial de sistemas de almacenamiento supera anualmente los 3 GW entre aplicaciones «behind the meter» y utility. Entre 2018 y 2019 la instalación de aplicaciones utility bajó en 20%, mientras las aplicaciones «behind the meter» se mantuvieron estables, especialmente por una duplicación de instalaciones residenciales. Este desarrollo respalda la transformación profunda de un sector eléctrico desde plantas centralizadas hacia una generación descentralizada, cerca de los consumos y en muchas ocasiones “atrás del medidor”, en las mismas instalaciones del consumidor.

Entre los mercados que destacan actualmente, como Corea, Japon, China, EEUU, Alemania y Australia, los une el hecho de que cuentan con una política clara de incentivos al autoconsumo y al uso de sistemas de almacenamiento. Una de las claves para el crecimiento a corto plazo ha sido la combinación de sistemas de generación renovable y almacenamiento. India anunció una licitación por 1.2GW solar y batería (50% almacenamiento). Tan solo en California se instalaron 10.000 sistemas de almacenamiento «atrás del medidor» y las empresas de generación están prefiriendo el uso de proyectos solares combinados con sistemas de almacenamiento. Se estima un pipeline de hasta 15 GW a corto plazo. En tanto, en Europa se creó el almacenamiento como una entidad independiente a la generación y transmisión para igualar condiciones y permitir mayor competencia.

El mercado de Australia es destacable por su integración de baterías «atrás del medidor». Plantas virtuales como activos distribuidos de la red están ganando cada vez más importancia. El mercado del almacenamiento con generación distribuida creció fuertemente en 2019 y actualmente se encuentran más de 200 MW en construcción.

En resumen, es posible concluir que la industria de almacenamiento cuenta con un crecimiento anual significativo y sostenido. Su despliegue sigue concentrado en mercados como Alemania, China, EEUU y Australia, países que cuentan con incentivos directos y/o reglamentos que permiten la comercialización de servicios complementarios y mercado competitivos.

En estos lugares se ha demostrado de forma exitosa la integración de la tecnología con las distribuidoras en el sector C&I y el funcionamiento de software que permite flexibilizar el consumo energético a nivel residencial transformando al cliente con batería en prosumidor.

¿Cuáles son las aplicaciones de almacenamiento para estos proyectos?

Las aplicaciones de sistemas de almacenamiento «atrás del medidor» incluyen alrededor de 13 servicios diferentes y abarcan todos los shareholders, desde los consumidores hasta los operadores de transmisión y distribución. Dentro de los más importantes se encuentran:

  • Arbitraje energético
  • Regulación de voltaje y frecuencia
  • Reemplazo de infraestructura en distribución y transmisión
  • Bill Management
  • Optimización de uso de recursos renovables y variables

Estos sistemas «atrás del medidor» incluyen baterías residenciales, aplicaciones C&I tal como sistemas de almacenamiento co-localizados con plantas PMGD solar.

El uso masivo de sistemas de almacenamiento y plantas solares de autoconsumo va a permitir transformar una red eléctrica centralizada y estática en un mercado altamente innovador, dinámico y especialmente democrático ya que permitirá la participación de todos los usuarios.

Cabe destacar que muchos modelos de negocio consideran plantas virtuales (VPP) los cuales pueden agrupar activos de almacenamiento y de generación para poder comercializar servicios complementarios a otros shareholdes del sector eléctrico. Es clave recalcar la posibilidad de que los sistemas de almacenamiento puedan reemplazar una infraestructura que es cara e ineficiente para el suministro de demandas máximas y así lograr una baja en los costos de operación de la red eléctrica.

El despliegue de esta tecnología representa un pilar fundamental para redes más inteligentes con un uso eficiente de los recursos y costos bajos para los clientes.

A nivel de operación co-localizado con sistema solares PMGD las ventajas son igual de versátiles.

En este escenario, pueden contribuir hacia la optimización del factor AC/DC y un incremento de factor de planta de sistemas solares, ya que pueden apoyar cuando los inversores trabajan en sus límites y restricciones. A su vez, como pueden compensar la variabilidad del recurso solar, las baterías permiten mejorar la previsibilidad de suministro y aumentan, de esta forma, la potencia firme que pueden cumplir dichas plantas. Tal como los sistemas residenciales y C&I, también estos sistemas pueden realizar servicios complementarios, como por ejemplo el control de frecuencia y voltaje, o apoyar en caso de emergencias.

A nivel del operador del PMGD, una ventaja importante es la posibilidad de poder comercializar la energía solar en tiempos diferidos, aprovechando las diferencias de precio.

¿Cuál es la factibilidad de instalar almacenamiento en techos fotovoltaicos en Chile?

Cuando hablamos de techos fotovoltaicos, hablamos de los mercados residenciales y C&I. Hasta 2030 estimamos un volumen de mercado solar muy parecido alrededor de 1 GW por sector. Dada las ventajas que se generan al usar sistemas de almacenamiento en co-localización con sistemas solares, el potencial para el despliegue de la tecnología es enorme.

Hoy día, en Chile, se ofrecen diversos modelos de negocio, desde un arriendo del servicio y equipo, hasta el financiamiento a largo plazo. El cliente residencial exige cada día más tener un control sobre su consumo y quiere transformarse en “prosumidor”, es decir, un usuario activo del mercado. La autonomía energética es muy valorada en este segmento.

A nivel C&I también se ha notado un inicio tímido. La falta de reglas claras y la falta de oportunidades para comercializar los servicios que pueden entregar baterías, hace complejo su implementación. Aun así, gracias a la gran capacidad para gestionar los flujos de energía, las baterías son usadas para lograr bajas importantes en la demanda máxima de la empresa y representan una solución viable para el respaldo frente a cortes o consumo en horas punta.

¿Cuáles son los principales desafíos que tiene el almacenamiento energético en proyectos FV de generación distribuida?

Es clave definir relaciones entre empresas de generación, transmisión y distribución, y su relación con el almacenamiento.; en qué sector se pueden entregar servicios a las redes, de qué forma se pueden aplazar obras en distribución y transmisión y cómo incorporar servicios de flexibilidad y balanceo. En resumen, el principal desafío es contar reglas claras y una regulación flexible para permitir mercados competitivos de almacenamiento con servicios complementarios y servicios de flexibilidad energética. Como Acesol nos encontramos en un proceso  de trabajo muy activo y constructivo con el Ministerio de Energía, la CNE y la SEC para poder compartir las necesidades y desafíos de la implementación de dicha tecnología, y de esta manera, poder encontrar soluciones beneficiosas para los usuarios del mercado eléctrico.

Debemos pensar en una regulación, que pueda definir claramente los roles de los participantes del mercado, determinar sus respectivas participaciones en él y especialmente permitir la incorporación de diferentes tecnologías de forma dinámica y flexible enfocándose  en las necesidades de servicios de las redes más que en tecnologías específicas.

Los sistemas de almacenamiento ofrecen beneficios diversificados y significativos, tanto  para los usuarios como para los operadores de las redes. Crear una legislación que considere los servicios y tecnologías disponibles y permita su uso flexible en un mercado competitivo, es clave para poder avanzar hacia un mercado eléctrico más robusto, con servicios de mayor calidad y a un menor costo.