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“El aislamiento produce además un incremento del coste de la generación por la imposibilidad de realizar una optimización conjunta del sistema para asegurar la calidad de servicio”

Artículo de Guillermo Galván GarcíaJefe del Departamento de Energía Eólica Instituto Tecnológico y de

Energías Renovables (ITER)

Maximización dela penetración de lasenergías renovables enislas o sistemas aislados

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Es de vital importancia para la estabilidad, seguridad y eficiencia de un sistema eléctrico aislado, el desarrollo de sistemas eficientes de almacenamiento.

mayor nivel de reserva que es necesa-rio mantener en los sistemas aislados y del sobrecoste de las tecnologías espe-cíficas utilizadas, así como los mayo-res costes de combustible. Siguiendo con el ejemplo canario, y según datos de la Comisión Nacional de Energía, el coste de la generación convencional asciende a 165 € el MWh, mientras que esa cifra se reduce a 145 y 89 € para la energía solar fotovoltaica y la eólica respectivamente, de lo que se desprende que lo que incide negativa-mente en el déficit tarifario en el caso del archipiélago es no fomentar el uso de las energías renovables.Para un esquema de integración apro-piado de las renovables, las estrategias deberían desarrollarse regionalmente teniendo en cuenta las características locales. Éstas deben reflejar especí-ficamente las necesidades y el com-portamiento de la curva de consumo diaria y estacional, teniendo en cuenta el desarrollo económico y las necesi-dades humanas, las cuales tienen un gran impacto en el consumo energé-tico. Además, el reto de abastecer un área extensa con energías renovables y de modo autónomo, es un desafío téc-nico, humano y de toma de decisiones.El reto técnico más importante es el análisis de soluciones para la regula-ción, integración y almacenamiento, que representan los principales obs-táculos para la implementación a gran escala de las tecnologías basadas en fuentes de energía renovables. Deben considerarse varios aspectos, inclu-yendo por ejemplo el uso de células de combustible, almacenamiento de hidrógeno, baterías, almacenamien-to a través de energía hidráulica, al-

macenamiento térmico, etc. Para una isla abastecida 100% por fuentes de energía renovables, deben estudiarse también soluciones para el transporte, como la sustitución progresiva de los vehículos tradicionales por el uso de vehículos eléctricos, híbridos con ba-terías o gas natural, etc.Una completa aproximación debe in-cluir la aplicación de una regulación con respecto al uso racional de la ener-

L as características y el tamaño de los sistemas eléc-tricos insulares, y de todos los aislados en gene-ral, reflejan unos factores diferen-ciales respecto a sistemas interco-

nectados, especialmente en las exigen-cias de los grupos de generación, que obliga a un tratamiento singular. Sin embargo, establecer para ellos una es-trategia general para la integración de fuentes de energías renovables, es una tarea complicada ya que los recursos varían enormemente de una localiza-ción a otra, así como las necesidades y características de cada una de ellas. Obviamente, el proceso para abastecer con fuentes de energía renovables una comunidad de 10.000 habitantes es completamente diferente al de una con medio millón.Si tomamos como ejemplo las Islas Canarias, que cuentan con seis siste-mas eléctricos (uno para cada isla con la excepción de Lanzarote y Fuerte-ventura que están conectadas median-te un cable submarino), sólo el 7% de la demanda (casi 9000 GWh en 2012) es abastecida por instalaciones de régi-men especial, mientras que el resto fue generada principalmente con plantas de vapor, gas y grupos diesel. El he-cho de que el sistema eléctrico canario esté compuesto por seis subsistemas aislados no permite aprovechar las si-nergias que brindan las interconexio-nes eléctricas y que se resume en una mayor estabilidad en un sistema. Este aislamiento produce además un incre-

mento del coste de la generación por la imposibilidad de realizar una opti-mización conjunta del sistema para asegurar la calidad de servicio. Esa es la razón por la que en las comuni-dades aisladas como las insulares, se da la peculiaridad de que el coste de generar energía con combustibles fó-siles y derivados suele ser mucho más caro para el sistema que hacerlo con renovables. Dicho coste se deriva del

El reto de abastecer un área extensa con energías renovables y de modo autónomo, es un desafío técnico, humano y de toma de decisiones.

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gía para reducir el consumo.La principal dificultad para la integra-ción a gran escala de fuentes de energía renovable con salida variable (depen-dientes del recurso, como la eólica y la fotovoltaica) es que en este caso el alma-cenamiento de energía es indispensable, y debe ser capaz de abastecer los picos de demanda durante un periodo en el que el recurso sea escaso. Es de vital impor-tancia para la estabilidad, seguridad y efi-ciencia de un sistema eléctrico aislado, el desarrollo de sistemas eficientes de alma-cenamiento. La alternativa más adecua-da en el caso canario es la utilización de centrales hidroeléctricas reversible que permitan aportar estabilidad al sistema.En lo que respecta al almacenamiento, debe de tenerse en cuenta que este debe de dimensionarse de modo que puedan alcanzarse los requerimientos energéti-cos en horas pico en situaciones climato-lógicas adversas.

Por ejemplo la isla de Tenerife, con cer-ca de un millón de habitantes, dispone de una costa sureste con excelentes recursos eólicos (unas 3000 horas equivalentes). Esto significa que, en términos absolutos, la isla podría abastecerse con unos 800 MW de eólica. Sin embargo esta cifra sólo tiene en cuenta las necesidades ener-géticas durante el año. Pero los recursos eólicos dependen del clima, lo que signi-fica que no son adaptables a las deman-das energéticas.Sin embargo, la demanda pico debe ser tenida en cuenta. Hasta ahora, hemos considerado sólo la demanda energética en grandes números, pero la demanda energética pico (582 MW para Tenerife) es una cuestión importante. Asumamos que coincide esta demanda pico con un momento de recurso escaso. Nuestro sistema de almacenamiento debe ser dimensionado para esta potencia. Esto significa que la potencia procedente de

los sistemas de almacenamiento debe ser igual a la potencia de consumo. Con el fin de evitar costes excesivos, se pueden utilizar para consumos pico las turbinas alimentadas por diesel o biocombusti-bles. Se requiere por tanto un procedimiento estudiado minuciosamente para el di-mensionado del almacenamiento, ba-lanceando potencias que sean capaces de suministrar las demandas pico. Ade-más, los costes de cada sistema deben ser tenidos en cuenta para balancear la inversión total. En algunos casos será más conveniente aumentar la capacidad eólica instalada, aún perdiendo energía, pero reduciendo así el coste del sistema de almacenamiento significativamente. La evolución para un eventual suminis-tro 100% renovable no es lineal, debe realizarse en pasos progresivos, cada uno de ellos a un coste mayor. El último paso para conseguir un suministro 100% reno-vable es extremadamente caro, ya que se necesita garantizar un pequeño porcen-taje de energía que será consumido sólo durante algunos días a lo largo del año.Esta evolución tiene que ir acompañada de un proceso de gestión de redes eléctri-cas inteligentes (Smart Grid), con el ob-jetivo de dotar de inteligencia a las redes de distribución eléctrica para permitir un mejor aprovechamiento y una mayor eficiencia en la distribución de la energía eléctrica, evitando los efectos negativos de cambios bruscos en el consumo o de-ficiencias puntuales en la generación.

Suministro horario en un escenario insular con alta penetración de renovables (tres días).