Diseño de micro-red portuaria con integración de energías renovables y almacenamiento en puertos de Chile

Abstract

Los barcos utilizan principalmente combustibles fósiles como fuente de energía, liberando contaminantes a la atmósfera durante su operación. Una vez que la embarcación se encuentra atracada en un puerto, el uso de estos combustibles no cesa, pues el barco requiere energía para diversas actividades aunque no se encuentre en movimiento. Una solución para reducir la polución ocasionada por los barcos en atraque, corresponde a conectar la embarcación a la red eléctrica del puerto, en un proceso conocido como Cold-Ironing. Sin embargo, la constante conexión y desconexión de grandes cargas (como lo es un barco) podría ocasionar problemas de estabilidad en la red. Las Micro-Redes (MR) portuarias se alzan como una solución a estas problemáticas, pues podrán permitir manejar esta dinámica localmente (sin arriesgar la red principal) y reducir la contaminación local al alimentarse, en parte, a través de energía generada localmente a partir de fuentes renovables.

Las MR se han convertido en una alternativa para gestionar de forma eficiente los complejos requisitos energéticos de los puertos marítimos en el mundo. Varios de los puertos internacionales más importantes ya cuentan con tecnología para Cold-Ironing a través de MR. No obstante, actualmente no existe información pública sobre operación de MR portuarias en Chile, por lo que este trabajo busca abordar la factibilidad de implementar una MR portuaria en el país.

El objetivo principal de esta investigación corresponde a diseñar una MR portuaria en un puerto de Chile. Se busca que esta MR portuaria permita minimizar el costo total de alimentar la carga del puerto (incluyendo los barcos en Cold-Ironing) y reducir la compra de energía desde la red en comparación al caso sin autogeneración de energías renovables, mediante el dimensionamiento de sistemas de generación local convencional (diésel) y/o renovable (solar FV y eólica) y los sistemas de almacenamiento (baterías) a instalar. Para lograr este fin, la optimización de la MR portuaria se realiza a través del software HOMER Pro, una de las herramientas más utilizadas para este propósito. La metodología de este trabajo se basa en caracterizar el puerto a estudiar, y alterar ciertas variables en cada escenario modelado para evaluar el impacto de las variaciones en la configuración de la MR portuaria óptima.

Los resultados obtenidos permiten comprobar la factibilidad económica de integrar ERNC y baterías para diferentes escenarios de estudio, evaluando el impacto de alterar diferentes características del modelo, en el diseño y la operación óptima de la MR. Diversas características pueden ser modificadas para ajustar lo más posible el modelo a la realidad, o para evaluar potenciales cambios en normativas o en la planificación del proyecto. Esta investigación abre paso a nuevos estudios sobre MR portuarias y la gestión energética en los puertos de Chile.