La matemática mágica del almacenamiento Solar Plus

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Por Joseph Daniel, analista energético sénior

Siempre he sido una persona de matemáticas. Encuentro consuelo y consuelo en su consistencia. No como la gramática con todas sus excepciones a las reglas. (¡¿Qué quieres decir con que “y” es A VECES una vocal ?!)

Entonces, imagina lo sorprendido que estaba un día al descubrir que 1 más 1 no siempre es igual a 2.

Bueno, esa es la matemática mágica de la energía solar más el almacenamiento.

Un poco de historia

Antes de llegar a las matemáticas mágicas, hay un concepto muy importante que debe comprender primero: capacidad de transporte de carga eficaz, o ELCC. Mi colega Mark Specht escribió un blog fantástico sobre el tema que puedes leer aquí.

ELCC es una métrica utilizada por los planificadores de redes para evaluar la capacidad de un recurso para satisfacer la demanda cuando es más probable que ocurran cortes. Con mayor frecuencia, estos momentos se dan en el momento de la demanda máxima neta. Satisfacer la demanda máxima neta es una parte importante de mantener las luces encendidas, por lo que cuando los planificadores de la red hacen una planificación de recursos a largo plazo, utilizan métricas como ELCC para asegurarse de que tendrán suficientes recursos para satisfacer la demanda máxima neta cinco, 10 o incluso 20 años en el futuro.

Para la energía solar, el ELCC podría comenzar alrededor del 50 por ciento, es decir, 1 megavatio (MW) de energía solar instalada contribuirá con medio MW de potencia durante la demanda máxima neta.

La cuestión es que cuanto más energía solar agregue a la red, menos contribuirá el próximo MW de energía solar a la demanda máxima neta. Este efecto del valor marginal decreciente es bien conocido y bien entendido por los planificadores de redes. Entonces, cuando hacen su planificación, lo tienen en cuenta.

Eólica, solar, almacenamiento: a cada recurso se le asigna un valor ELCC que los modelos informáticos utilizan para asegurarse de que la red pueda satisfacer la demanda futura.

El todo es mayor que la suma de sus partes

La vieja frase “el todo es más grande que la suma de sus partes” es la descripción perfecta para la matemática mágica del almacenamiento más la energía solar.

La capacidad de carga efectiva de la energía solar con almacenamiento es en realidad más alta que la ELCC de la energía solar más la ELCC de almacenamiento.

El siguiente ejemplo proviene de un procedimiento de Nuevo México donde la empresa de servicios públicos monopolista local, Public Service Company of New Mexico (PNM), ya está trabajando para reemplazar una planta de carbón con almacenamiento solar y de baterías. Ahora, la compañía está solicitando aprobación para hacer lo mismo con su parte de una planta nuclear.

Durante el procedimiento de PNM, un testigo experto testificó que si un territorio de servicio con aproximadamente 8 gigavatios (GW) en carga máxima agregaba 5 GW de energía solar, su carga máxima neta solo vería una reducción de 0.6 GW.

Mientras tanto, 2,5 GW de almacenamiento, por sí solo, solo contribuyen con 1,6 GW de reducción de carga máxima.

Pero cuando combina la energía solar y el almacenamiento, la efectividad combinada en la reducción de carga es de 2.8 GW.

Entonces, ¡0,6 GW más 1,6 GW equivalen a 2,8 GW! Esa es ¡0,6 GW extra!

Figura NS-3 del testimonio de Nicolai Schlag ante la Comisión de Regulación de Nuevo México, Caso No. 21-04-02-UT, pág. 11

No tan mágico después de todo

Resulta que la matemática mágica de la energía solar más el almacenamiento es un poco como la magia de sacar un conejo de un sombrero. No hay magia. Es solo, y … alerta de spoiler …

El conejo está en el sombrero todo el tiempo.

No es realmente mágico.

Y los beneficios adicionales de la energía solar más el almacenamiento tampoco son mágicos, es el valor de la diversidad de recursos.

Para recursos como la solar y la eólica, el ELCC depende de otras variables, como la hora del día en que se produce el pico de demanda neta. Pero también depende de la combinación de otros recursos en la red. A medida que agrega más y más energía solar a la red, la demanda máxima neta se desplaza, pero también se acorta, lo que significa que es más fácil para el almacenamiento hacer lo suyo y ayudar a satisfacer la demanda máxima neta.

La energía solar más el almacenamiento son recursos complementarios.

La energía solar y la eólica también son recursos complementarios. También lo es el viento más el almacenamiento. Y no termina con pares. Portland General, por ejemplo, está trabajando en un proyecto de almacenamiento eólico plus solar plus.

Ignorar esos beneficios hace que una cartera de energías renovables parezca tener menos valor de lo que realmente tienen, y las empresas de servicios públicos podrían optar por construir más energías renovables si tuvieran en cuenta los beneficios de la diversidad.

Necesidad de un mejor modelado

La capacidad de los modelos de recursos de utilidad para dar cuenta de estas dinámicas en el sistema no es el factor limitante.

¿Cuál es el factor limitante?

La voluntad de un operador de modelo para realizar los cambios. Las empresas de servicios públicos son las que ejecutan estos modelos en planes integrados de recursos en todo el país y, a veces, hacen afirmaciones audaces, como “el modelo no puede hacer eso. “

En primer lugar, si su modelo no puede tener en cuenta las variables que son esenciales para planificar el futuro, obtenga un nuevo modelo.

Y en segundo lugar, y más a menudo es el caso, el modelo puede dar cuenta de estos cambios si tiene las entradas correctas. A veces, eso requiere un trabajo adicional que las empresas de servicios públicos no siempre están dispuestas a hacer.

Aunque, algunos lo son. Toma Xcel Energy. Xcel contrató a un consultor, E3, para que hiciera un análisis por separado para tener en cuenta la dinámica de la ELCC del viento, la energía solar y el almacenamiento en una red con niveles crecientes de energía eólica, solar y de almacenamiento. Y aunque ese análisis “exógeno” no fue perfecto, permitió a la empresa de servicios públicos proporcionar entradas al modelo para que su modelado pudiera dar cuenta de estas dinámicas de red.

Otra opción es modelar el almacenamiento solar plus como un único “recurso híbrido”. Eso es lo que UCS, y muchos otros grupos, han recomendado en varios procedimientos. Hay pros y contras de este enfoque, pero ciertamente, uno de los pros es que es una opción simple y directa.

Y para cualquier planificador de servicios públicos que lea mi blog, estaría abierto a otras ideas. Tienes otras ideas, estoy abierto a alternativas. No me digas que tu modelo no puede hacerlo porque eres demasiado vago para hacerlo tú mismo.

Nota del editor: Una versión anterior de esta publicación sugirió incorrectamente que la demanda máxima de PNM es de 8 GW.

Publicado originalmente por Unión de científicos interesados, la ecuación.

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