Seguramente habrás notado que las baterías de litio y los sistemas de almacenamiento de energía en general han recibido mucha atención mediática en los últimos años. Se están instalando paneles solares y turbinas eólicas a un ritmo récord en todo el mundo, y el almacenamiento de energía soluciona su principal limitación: no poder suministrar electricidad según la demanda. Si bien existen muchas formas de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio tienen la velocidad de respuesta necesaria para mantenerse al día con las redes modernas. También tienen un diseño modular, al igual que los paneles solares, lo que significa que pueden configurarse para adaptarse a la escala de cualquier proyecto.
Hay dos formas principales de utilizar sistemas de baterías conectadas a la red: arbitraje de energía y servicios de red El arbitraje de energía implica almacenar grandes cantidades de electricidad cuando el suministro es alto y entregar esa energía cuando la demanda es alta. Los precios de la electricidad caen con el exceso de producción y aumentan durante las horas de mayor demanda; Esta diferencia de precio representa ganancias o ahorros potenciales para los propietarios de baterías. Esta es la aplicación más obvia de los sistemas de baterías conectadas a la red, pero pueden realizar otras funciones útiles.
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Debido a su rápida respuesta, los sistemas de baterías también se pueden utilizar para proporcionar control de frecuencia y otros servicios de red. Cuando las redes eléctricas experimentan cambios repentinos en la oferta o la demanda, su voltaje y frecuencia tienden a volverse inestables. Los sistemas de baterías pueden responder en fracciones de segundo, absorbiendo o suministrando energía según sea necesario desde la red. Una pequeña batería doméstica no tendrá un impacto perceptible en la red, pero las baterías a gran escala o miles de pequeños sistemas que funcionan coordinadamente tienen un efecto estabilizador.
Uso de sistemas de baterías para arbitraje energético
El arbitraje energético es un concepto simple: la electricidad se almacena cuando los costos de kWh son bajos y se usa o vende cuando los costos de kWh son altos. Esto se puede aplicar con baterías domésticas pequeñas, sistemas de almacenamiento de tamaño mediano en edificios comerciales o baterías de gran escala. En todos los casos, el principio básico es ahorrar la diferencia entre costes energéticos bajos y altos.
Como ejemplo rápido, supongamos que a un gran edificio comercial se le cobra 15 centavos/kWh durante las horas de menor actividad y 35 centavos/kWh durante las horas pico. En este caso, es posible cargar un sistema de baterías con electricidad durante las horas valle y utilizar esa energía cuando se aplique la tarifa más alta. El consumo medido por el concesionario va desde horas cotizadas a 35 céntimos/kWh hasta horas cotizadas a 15 céntimos/kWh. Es decir, ahorras 20 céntimos por cada kWh almacenado a bajo precio y consumido a alto precio.
Si la instalación comercial de este ejemplo tiene una batería de 1000 kWh con una eficiencia de ida y vuelta del 96 %, el arbitraje de energía podría proporcionar los siguientes ahorros diarios:
- Se almacenan 1.000 kWh cada día a 15 centavos/kWh, por un costo total de $150.
- Se utilizan 960 kWh para evitar un consumo de 35 centavos/kWh, ahorrando $336 por día.
- Esta batería de 1.000 kWh le ahorraría $186 por día, o $67.890 por año.
Este concepto también puede aplicarse a mayor escala en el mercado mayorista de electricidad. Las empresas de generación que poseen turbinas eólicas o parques solares normalmente deben vender su electricidad a precios spot, ya que dependen del viento y la luz solar. Con el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos, pueden esperar horas cuando los precios mayoristas de la electricidad son altos, obteniendo máximas ganancias.
El arbitraje energético se vuelve más rentable a medida que aumenta la diferencia de precio entre la electricidad en horas valle y en horas pico. A medida que esta diferencia de precios se hace menor, los ahorros y beneficios potenciales obtenidos del almacenamiento de energía son menores.
Uso de sistemas de baterías para servicios de red
Solemos centrarnos en la capacidad de almacenamiento de los sistemas de baterías, pero su potencia nominal también es importante. Hay momentos en los que la red necesita una gran cantidad de megavatios para ser suministrados o absorbidos lo más rápido posible, y las baterías se caracterizan por su rápida respuesta. Los fallos eléctricos y otros eventos de la red pueden provocar un desequilibrio repentino entre la generación y el consumo, provocando que el voltaje y la frecuencia se vuelvan inestables. Cuando esto sucede, los operadores de redes eléctricas deben equilibrar la oferta y la demanda lo más rápido posible para evitar apagones .
Las posibles aplicaciones de los sistemas de baterías conectadas a la red también incluyen control de frecuencia y servicios auxiliares. De hecho, estas aplicaciones son más rentables en algunos mercados energéticos, especialmente aquellos que premian la capacidad de generación bajo demanda. Estas baterías funcionan con períodos de energía cortos, a diferencia de los períodos de tiempo más largos en las aplicaciones de arbitraje de energía. Por supuesto, también es posible utilizar el mismo sistema de baterías para el arbitraje de energía y los servicios de red.
Cuando las baterías se utilizan para servicios de red, su electricidad puede provenir de cualquier fuente, incluso de fuentes renovables variables. Los propietarios de turbinas eólicas y parques solares pueden aumentar sus ingresos añadiendo almacenamiento de energía a sus centrales eléctricas. Cuando las baterías se utilizan para servicios de red, generan ingresos por su capacidad de entregar megavatios en un instante, y el cambio en los horarios de consumo es menos importante.
