Energía eólica y su intermitencia ¿mayor predicción del viento o almacenamiento de energía?

27 July, 2013 | By More

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Por Carlos González Mingueza Ph.D., Editado por Dora Lopez, Ph.D. 27 de julio de 2013

La mayor desventaja de la producción de energía eólica es su intermitencia, y debido a los cambios de la velocidad del viento la potencia de salida de un parque eólico puede tener grandes fluctuaciones. Las posibles soluciones para estos problemas pueden ser, una mejor predicción del viento o la introducción del Almacenamiento de Energía Eléctrica (AEE).

Mejorar la predicción del viento:

La predicción del viento, aunque ha mejorado mucho en los últimos años, todavía es muy inexacta y compleja de calcular. Debido a la naturaleza del viento, no es posible prever con exactitud la energía eléctrica que será producida a partir de éste. Para solucionar este problema se combina la producción eólica con otras fuentes de energía, con el objetivo de asegurar la cobertura de la demanda. Adicionalmente, la operación conjunta haría posible una mejor integración dentro de los mercados de energía, sujetos a regulaciones basadas en las tecnologías tradicionales como la térmica, hidroeléctrica o nuclear, en los que es posible asegurar una capacidad energética de forma anticipada.

Para garantizar una adecuada integración de la generación eólica en los sistemas eléctricos se debe considerar la incertidumbre asociada a este tipo de fuente no gestionable. Ninguna predicción de potencia eólica es perfecta, por lo que siempre se producen desvíos respecto a la potencia eólica esperada, afectando así el equilibrio del sistema eléctrico, y más aún cuando el nivel de penetración de potencia eólica instalada es alto.

Por esta razón es necesario desarrollar herramientas que describan mejor el comportamiento de la producción, de modo que sea posible obtener estimaciones de potencia y energía. Este tipo de información es necesaria para gestionar los posibles desvíos y garantizar el funcionamiento del sistema eléctrico.

 Almacenamiento de Energía:

Un almacenamiento utilizado como amortiguador puede suavizar las fluctuaciones y solucionar la volatilidad de la energía eólica. La búsqueda de soluciones a los problemas de almacenamiento de energía es por lo tanto un elemento clave para el logro de los objetivos en materia de política energética.

Energy Storage _ITM Power

La razón para priorizar el almacenamiento de energía eléctrica está intrínsecamente ligada a la naturaleza de la mayoría de fuentes de generación de energía baja en carbono que difieren fundamentalmente de la convencional de combustible fósil. Las tecnologías de AEE pueden presentarse de diversas maneras, tales como: supercondensadores, baterías, bombeo hidroeléctrico, sistemas de aire comprimido, volantes de inercia, superconductores magnéticos, dispositivos de almacenamiento térmico, hidrógeno, concentradores solares, entre otras.

Mediante la utilización de las tecnologías de AEE, el estado puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la producción basada en fuentes tradicionales, evitar la necesidad de construir nuevas líneas de transmisión y nuevas plantas para satisfacer la demanda máxima, aumentar la fiabilidad del sistema y generar una actividad económica a través de la fabricación y el funcionamiento de las tecnologías de AEE.

Los reguladores no están seguros como las tecnologías de AEE deberían acoplarse en el sistema eléctrico, en parte porque el AEE ofrece múltiples servicios tales como generación, transmisión y distribución. Además, los reguladores no saben aún como los costos y beneficios de AEE se podrían distribuir entre estos tres elementos principales del sistema eléctrico.

El principal objetivo de vincular un parque eólico y un acumulador de energía es mejorar las oportunidades de ingresos del parque. Hasta la fecha, el uso de los sistemas de almacenamiento de energía para la integración de energía eólica se ha limitado a pequeñas aplicaciones, como la red rural o aplicaciones de energía para pequeños pueblos, así como algunos proyectos de almacenamiento de baterías para aplicaciones de conexión a red. Sin embargo, la evolución reciente con avanzadas tecnologías de almacenamiento de energía y otros factores técnicos, económicos y sociales sugieren un futuro prometedor para este tipo de aplicaciones de almacenamiento.

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Wind Power and its intermittency, better wind prediction or energy storage?

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By Carlos González Mingueza Ph.D., Edited by Dora Lopez, Ph.D., July 27, 2013

The main disadvantage of wind energy production is its intermittency, and due to the wind speed changes the output power of a wind farm can have wide fluctuations. Possible solutions for these problems may be, a better prediction of the wind or the introduction of the electrical energy storage (EES).

Improving wind prediction:

The prediction of wind, although improved over the last few years, is still very inexact and complex to calculate. Due to the nature of the wind, it is not possible to predict accurately the electricity that it will produce. To solve this problem the production with other sources of energy can be combined, with the aim of ensuring the demand. In addition, the joint operation could make possible a better integration within energy markets, subject to regulations and based on traditional technologies such as thermal, hydroelectric or nuclear, where it is possible to know the energy capacity in advance.

The uncertainty associated with this type of non-dispatchable source should be considered to ensure an adequate integration of wind power generation on power systems. No forecast of wind power is perfect, there is always deviations with respect to the expected wind power generation, thus affecting the balance of power system, and even more so when the level of participation of installed wind power is high.

For this reason it is necessary to develop tools that better describe the behavior of production, in a way that allows, whenever possible, to obtain estimates of power and energy. This type of information is needed to manage possible diversions and ensure proper functioning of the electrical system.

Energy storage:

Used as buffer, storage can soften the fluctuations and the volatility of wind power. The search for solutions to the problems of energy storage is therefore a key element for the achievement of the objectives in energy policy.

Energy Storage _ITM Power

The reason to prioritize the storage of electrical energy is intrinsically linked to the nature of low carbon sources and which differentiate them from conventional fossil fuel. EES technologies can take various shapes, such as: super capacitors, batteries, hydroelectric pumping, compressed air systems, flywheels, magnetic superconducting, thermal storage, hydrogen, solar concentrators, among other devices.

Through the use of EES technologies, Governments can reduce emissions of greenhouse gases from the current production based on traditional sources, avoiding the need to build new transmission lines and new plants to meet the maximum demand; thereby increasing the reliability of the system and generate economic activity through the manufacture and operation of the EES technologies.

Regulators are still unclear on how EES technologies could fit in the electrical system, in part because EES offers multiple services such as generation, transmission, and distribution. In addition, regulators still do not know how the costs and benefits of EES could be distributed between these three main components of the electrical system.

The main objective of linking a wind farm and a power accumulator is to improve the park’s revenue opportunities. To date, the use of systems for the integration of wind power energy storage has been limited to small applications, such as applications of energy for small towns or rural network, as well as some battery storage projects for network connection applications. However, recent developments with advanced energy storage technologies and other technical, economic and social factors suggest a promising future for this type of storage applications.

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Category: Energía Eólica

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