Análisis del impacto de la incorporación de sistemas de acumulación PHES desde el punto de vista del sistema eléctrico

Abstract

El objetivo del presente estudio comprende la cuantificación del beneficio de incorporación de sistemas de acumulación de tecnología PHES (Pumped Heat Energy Storage, o de bombeo de calor, en español) al sistema eléctrico uruguayo. Se utilizó para ello la plataforma SimSEE, desarrollada por el Instituto de Ingeniería Eléctrica (IIE) de la Facultad de Ingeniería (FING) de la Universidad de la República Oriental del Uruguay (UdelaR), utilizada actualmente para la simulación y optimización del sistema eléctrico. Se realizaron simulaciones de largo plazo para la evaluación del aporte de esta tecnología de cara a la planificación de la expansión del sistema eléctrico, como simulaciones de corto plazo para el análisis detallado del comportamiento y eficiencia de la tecnología a modelar, en presencia de la variabilidad del sistema. Se analizaron tres posibles escenarios correspondientes a tres horizontes diferentes de comienzo de incorporación de la tecnología: los años 2025, 2035 y 2045. Los resultados obtenidos muestran que, para las condiciones representadas con el sistema del año 2025 no se viabiliza la instalación de sistemas de acumulación del tipo analizado. Sin embargo, la rentabilidad alcanzada es buena para el escenario del año 2035 y muy buena para el año 2045. Las combinaciones más beneficiosas de potencia y capacidad de almacenamiento resultantes, para el sistema eléctrico en los escenarios estudiados, corresponden a tamaños de 50 MW y 100 MW de potencia con capacidades de acumulación de 500-1000 MWh. Se observa que, al utilizar grandes capacidades de almacenamiento (como son las asociadas a la tecnología PHES Joule-Brayton en contraposición a lo que se asocia a la tecnología Litio-ion), se registran traslados de potencia en períodos mayores al diario (de 2 a 3 días y también mayores) obteniéndose importantes beneficios para el sistema, reduciendo costos e incrementando la seguridad del suministro (reducción de probabilidad y profundidad de falla).