La capacidad de las baterías a gran escala para extraer energía de la red durante ciertos períodos y descargarla a la red en otros períodos crea oportunidades para estrategias de optimización del despacho de electricidad basadas en el sistema o las condiciones económicas.
De acuerdo con el _Informe anual de generadores eléctricos _de la Administración de Información Energética de EEUU (EIA), la mayoría de las aplicaciones de almacenamiento de baterías a gran escala (todas las de más de 1 megavatio de capacidad) desempeñan varias funciones según las oportunidades de ingresos o los requisitos de soporte del sistema. La regulación de frecuencia sigue siendo el uso más común para las baterías, pero otros usos, como la rampa, el arbitraje y el seguimiento de carga, se están volviendo más comunes a medida que se agregan más baterías a la red eléctrica.
La EIA recopila datos de los operadores de almacenamiento en baterías con respecto a estos roles en su Informe anual de generadores eléctricos, que recopila más información sobre los generadores de electricidad de EEUU que en su informe preliminar mensual sobre generadores eléctricos y el caso de uso citado más común para las baterías es la respuesta de frecuencia.
La respuesta de frecuencia es un servicio que mantiene la frecuencia de la red tan cerca de 60 hercios (Hz) como sea razonablemente posible. Las desviaciones por debajo de 60 Hz pueden provocar disparos de protección del generador que dan como resultado una disminución posterior en la estabilidad del sistema. Las baterías son particularmente adecuadas para la regulación de frecuencia porque su salida no requiere tiempo de arranque y las baterías pueden absorber rápidamente las sobretensiones. A finales de 2020, 885 MW de capacidad de almacenamiento de batería (59% de la capacidad total de baterías a gran escala) mencionaron la respuesta de frecuencia como un caso de uso.
La reserva de rampa o rotación es un conjunto de servicios auxiliares en los que los generadores responden rápidamente a las interrupciones del sistema, como una pérdida repentina de generación o un cambio rápido en la demanda. Las regiones que tienen una proporción relativamente alta de generación eléctrica a partir de fuentes como la eólica y la solar, cuya producción puede fluctuar a medida que cambia la velocidad del viento o la cobertura de nubes, tienden a requerir recursos que puedan responder rápidamente. A fines de 2020, 583 MW de capacidad de almacenamiento de batería (39% del total) mencionaron la reserva de rampas o rotación como un caso de uso.
El arbitraje es una estrategia para comprar electricidad durante períodos de precios bajos y vender durante períodos de precios altos. El almacenamiento de la batería respalda esta estrategia al cargar cuando los precios de la energía son bajos y descargar cuando los precios son altos. Este caso de uso aumentó en 390 MW de 2019 a 2020, el mayor aumento de capacidad entre los casos de uso. A fines de 2020, 586 MW de capacidad de almacenamiento en batería (37% del total) se utilizaron para arbitraje.
El seguimiento de carga es una estrategia operativa en la que los generadores cambian su salida para adaptarse a los cambios en la demanda eléctrica o la carga. Las baterías se utilizan para el seguimiento de la carga porque su salida se puede controlar digitalmente y, por lo tanto, puede responder a los cambios de carga con menos estrés que los sistemas mecánicos. Casi 400 MW de capacidad de almacenamiento de batería se utilizaron para el seguimiento de carga en 2020.
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