Planificación de la expansión de sistemas eléctricos considerando la vida útil de las centrales geotérmicas

Abstract

El presente trabajo analiza el efecto en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) de considerar la vida útil del reservorio geotermal de las centrales geotérmicas en un horizonte de tiempo de largo plazo. Para cumplir este objetivo se adapta un problema de optimización, que consiste en obtener la operación del SEN en un periodo de estudio que va desde el año 2017 hasta el año 2050 a mínimo costo, el cual se modifica al añadirle un nuevo modelo de central geotérmica. Esta modificación solo atañe a la tecnología geotérmica, la cual consiste en que la generación geotérmica esté presente solo en los meses del periodo de estudio que permitan disminuir el costo de operación, a diferencia de la operación actual de este tipo de centrales que generan de forma continua hasta el agotamiento del recurso. Este problema se resuelve de la misma forma que para un embalse, por lo que se utiliza el software "Modelo PLP", el cual encuentra una solución utilizando el método de Programación Dinámica Dual Estocástica (SDDP por sus siglas en inglés). Para evaluar el efecto de este cambio en el modelo, se realizan distintas simulaciones en el software PLP. Estas simulaciones usan como datos de entrada la información del sistema eléctrico e hidrológica para el año 2017, mientras que para los años futuros se utilizan proyecciones realizadas por la Mesa de Geotermia del Ministerio de Energía. Se realiza una simulación con esta información y con una central geotérmica en el sistema que es Cerro Pabellón. Además de esa simulación, que se la llama de referencia, se realizan 15 simulaciones extra donde se varían aspectos del plan de expansión y de la central geotérmica de modo de evaluar el impacto de estos cambios. Los resultados de las distintas simulaciones se analizan en base a 3 aspectos: la generación de energía anual en el horizonte de estudio, la potencia generada promedio para cada mes del año y la generación de potencia para cada bloque, haciendo especial distinción entre los bloques de día y de noche. Junto con lo anterior, se analiza la generación y los ingresos obtenidos por la generación geotérmica convencional (continua) y la alternativa propuesta en este trabajo. Finalmente se realiza una evaluación de los objetivos, se constata la importancia de ciertas tecnologías por sobre otras para definir la operación de largo plazo de las centrales geotérmicas, se evalúa la importancia de los parámetros utilizados para el modelo de central geotérmica y se comentan las ventajas y desventajas del modelo propuesto en este trabajo.