Análisis técnico-económico de proyecto de almacenamiento de energía en sistemas medianos

Abstract

Este trabajo consiste en la evaluación técnica-económica de instalar un sistema de bombeo en la central Lago Atravesado del sistema mediano de Aysén, aprovechando tanto el desarrollo y despacho centralizado, para disminuir costos de operación y emisiones al desplazar generación térmica del sistema, y generar oportunidades de instalar más generación renovable para ser menos dependiente del diésel. Para ello, se propone un modelo de despacho económico para obtener el despacho del sistema con y sin el sistema de bombeo. Luego, se realiza un flujo de caja para obtener los ingresos que se captarían al instalar el sistema de bombeo y el costo máximo que éste puede tomar. La metodología consiste en la utilización y proyección de datos de entrada del modelo de despacho económico y en describir el problema de despacho económico y las ecuaciones que lo componen. La proyección de la demanda se realiza tomando datos de demanda histórica y usando la información del estudio de tarificación actual. Los costos variables se proyectan mediante las predicciones de los precios de combustibles. Para la proyección del recurso solar y eólico se utiliza el comportamiento histórico y se calcula un año típico. En cambio, para los recursos hidráulicos se toman tres hidrologías distintas correspondientes a probabilidades de excedencia de 25, 50 y 75%. El modelo de despacho económico considera un sistema de 6 nodos de generación (5 de consumo) y modela las unidades del sistema mediante una central equivalente a la suma de las unidades. Al modelo se le hacen 3 análisis de sensibilidad, el primero acerca la capacidad instalada de la central, el segundo sobre la capacidad de transmisión del enlace Coyhaique-Puerto Aysén, y el tercero es un caso de estudio que contempla una alta entrada de energías renovables al sistema, y se revisa cómo afecta al funcionamiento de la central de bombeo. El flujo de caja se realiza entorno a los ahorros que generaría la realización del proyecto, lo cual se traduce al máximo costo que puede llegar a tener el horizonte de evaluación dado. En los resultados se muestra primero la validación del modelo de despacho propuesto, en la que se obtiene una desviación del 0,6% en costos de operación anual entre la operación real y la simulación. Después, se analiza la operación de un sistema de bombeo de 2,5 [MW] y se observan 5.400 [$USD] de ahorros monetarios entre el 2026 y 2032. El primer análisis de sensibilidad muestra que los ahorros no escalan linealmente a medida que aumenta la capacidad instalada, y la curva se satura en torno a los 2 [MW]. El aumento en la capacidad de las líneas muestra ahorros de 0,003% en promedio y un máximo de 0,03% anual. El caso de estudio muestra que Lago Atravesado puede generar en promedio 15% más si se instala el sistema de bombeo. Por último, según los cálculos para determinar el CAPEX, éste es entre 6 y 10 veces más grande que los ahorros ocasionados, por lo que no se justifica realizar la inversión. Sin embargo, se propone como trabajo futuro recalcular los costos de CAPEX de la bomba tomando como referencia los sistemas de impulsión de agua usados en la minería.