Curva de pato y curtailment: las dos caras de la misma moneda
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Uno de los retos a los que debe hacer frente el sistema eléctrico español es garantizar la calidad y seguridad de la red de transporte. Más si tenemos en cuenta que España deberá conectar a la red 50GW más de energía renovable antes del año 2025. La incorporación masiva de energía de fuentes renovables está superando tanto la capacidad de transporte disponible como la de almacenamiento.
La consecuencia es la generación de dos fenómenos -la curva de pato y el curtailment (o limitaciones de producción)- que ya se están produciendo en diversos países, como pueden ser Australia, España o Estados Unidos (especialmente en el Estado de California). Parte de la solución pasa por incorporar baterías inteligentes de almacenamiento energético.
La curva de pato y el curtailment son las dos caras de la misma moneda: ¿qué podemos hacer ante el exceso de producción renovable y la incapacidad de la red actual de transporte para hacerla llegar al consumidor?
Los consumidores que han instalado fotovoltaica en sus tejados pueden convertirse en prosumidores y ser parte de la solución si añaden baterías inteligentes de almacenamiento energético en su instalación de autoconsumo.
Curva de pato
Analicemos la cara (curva de pato) de la moneda. En un post anterior explicamos ampliamente en qué consiste exactamente la curva de pato. Recordemos que este fenómeno ejemplifica en un gráfico el desajuste entre la máxima generación solar, que se produce del mediodía hasta la tarde, y el pico de demanda de electricidad, registrado al final de la tarde y por la noche.
Según la Administración de Información Energética de California (EIA, por sus siglas en inglés), las centrales convencionales, incluidas las térmicas de gas natural, deben aumentar rápidamente la producción por la noche porque la demanda de energía aumenta y cae en picado la producción de energía solar. La consecuencia es que los operadores de la red tienen muchas dificultades para equilibrar en tiempo real la demanda y la oferta.
Es un hecho constatado que en California crece la curva de pato a medida que aumentan el número de instalaciones fotovoltaicas domésticas, es decir la demanda no cubierta por energía renovable durante las horas no solares se dispara y de forma proporcional el precio de la energía eléctrica, dándose la situación de que la producción solar tiene de forma habitual un precio igual o inferior a cero y la no solar valores exorbitados.
Curtailment
Analicemos ahora la cruz (curtailment) de la moneda. Cuando hablamos de curtailment nos estamos refiriendo al proceso por el cual el operador del sistema, en nuestro país Red Eléctrica de España (REE), paraliza total o parcialmente la producción energía de un parque fotovoltaico o eólico, a pesar de existir las condiciones técnicas adecuadas para ello.
Esta restricción se produce cuando hay congestión, que puede deberse a dos motivos fundamentales. El primero es que la red eléctrica no tiene la capacidad suficiente para absorber la energía producida y el segundo se refiere al exceso de oferta, es decir, cuando la generación de electricidad supera la demanda de los clientes y la capacidad de intercambio de las conexiones internacionales.
En España, los curtailments alcanzaron los 82,6 GWh en 2022, de los que 78,5 GWh fueron eólicos. Hasta el 31 de marzo de este año ya se han limitado 113 GWh renovables, de los que 106 GWh son eólicos.
En California ha pasado exactamente lo mismo en 2022. El Operador del Sistema Independiente de California (CAISO, por sus siglas en inglés) restringió 2,4 millones de MWh de generación solar y eólica. La energía solar representa el 95% de ese total.
En España, además de no estar aprovechando todo el potencial renovable, el problema reside en que buena parte de estas paradas se ejecutan en los parques construidos a grandes distancias de las redes de distribución y del punto de consumo final. En este caso concreto, no se consume energía de km0.
La consecuencia es que se debe recurrir a tecnologías fósiles contaminantes y más costosas para dar respuesta a la demanda de energía. Sin embargo, si no se llevan a cabo estos paros en la generación renovable el sistema podría padecer cortes de suministro, tanto por sobrecarga como por inexistencia de energía al no poder transportarla.
Tres soluciones
¿Cuáles son las soluciones propuestas por CAISO? Básicamente, tres:
- Ampliación de la capacidad de transmisión de la red tradicional para reducir la congestión.
- Participación en un mercado energético en tiempo real para comprar y vender energía llamado Western Energy Imbalance Market (WEIM). Según la EIA, en 2022 se evitó el 10% de los curtailments gracias a la negociación en este mercado.
- Mayor implementación de soluciones de flexibilidad al sistema mediante el almacenamiento de energía en baterías con las que dar respuesta a la demanda.
A escala residencial sucede algo similar. La EIA afirma que "almacenar parte de la generación solar del mediodía aplana la curva de pato, y despachar la generación solar almacenada por la tarde acorta el cuello del pato". Las familias deben incorporar a su instalación de autoconsumo una batería de almacenamiento energético para consumir su propia energía por la noche. De esta manera, ayudan a destensionar el sistema.
De esta manera, un sistema de autoconsumo doméstico formado por paneles fotovoltaicos y baterías inteligentes de almacenamiento energético aparece como parte de la solución al problema porque evitaría el volcado indiscriminado de los excedentes y las consecuencias que hemos descrito en este post.
Apuntamiento fotovoltaico: Retos y soluciones
Para finalizar hay que tener en cuenta el concepto de apuntamiento fotovoltaico, que se refiere a la diferencia entre el precio medio del mercado eléctrico y el precio medio de la energía fotovoltaica durante un período de tiempo concreto, ya sea un día, semana o un mes. Este valor es fundamental para maximizar los ingresos de la venta de la electricidad solar generada y ayudar así a lograr una gestión de la energía solar más eficaz.
En España, el apuntamiento fotovoltaico es muy bajo debido, entre otros factores, a que la falta de almacenamiento de energía limita la capacidad de liberarla durante las horas de alta radiación solar cuando los precios son más altos. Si no disponemos de baterías inteligentes en nuestra instalación de autoconsumo es imposible almacenarla para venderla cuando podemos obtener un mayor beneficio económico por ella.
Además, si utilizamos sistemas de predicción meteorológica y de demanda eléctrica estamos gestionando de manera más efectiva la generación solar y optimizamos el apuntamiento. Todo ello es posible con las sonnenBatterie.
