Quines són les perspectives d’aplicació dels sistemes de magatzemament d’energia per bateries (BESS) en els sistemes de magatzemament d’energia?

BESS a escala de xarxa per a l'estabilitat i la diferiment d'inversions en infraestructura

Els sistemes de bateries per a l'emmagatzematge d'energia (BESS) desplegats a escala de xarxa ofereixen serveis essencials d'estabilitat i, al mateix temps, permeten postergar econòmicament grans inversions en infraestructura. En absorbir l'excedent d'energia durant períodes de baixa demanda i alliberar-la durant els pics de consum, aquests sistemes equilibren les fluctuacions de càrrega que sotmeten a tensió les xarxes de transport.

Gestió de la congestió i retallada de pics

Quan les línies de transmissió es sobrecarreguen durant aquests períodes de màxima demanda, es produeix una congestió de la xarxa que comporta el risc de talls de subministrament i obliga les companyies elèctriques a aturar algunes fonts d’energia renovable. Els sistemes de magatzematge d’energia amb bateries resolen aquest problema emmagatzemant energia addicional quan la demanda és baixa i alliberant-la quan la xarxa està saturada. Això ajuda a suavitzar aquells pics aguts de demanda en un 15-30 %, segons les dades de la NERC de l’any passat. La capacitat d’igualar el consum d’energia redueix la necessitat d’activar plantes de pic costoses, cosa que pot suposar estalvis d’uns 740.000 dòlars anuals per subestació, alhora que evita el despèrdici de tota aquesta energia neta. A més, les bateries responen gairebé instantàniament als canvis de freqüència de la xarxa, a diferència de les centrals tèrmiques tradicionals, que triguen moltíssim a ajustar la seva producció.

Diferiment de millores en la transmissió i les subestacions

Les antigues xarxes elèctriques tenen realment dificultats per fer front a tots els nous vehicles elèctrics i panells solars que s’hi incorporen arreu. Anem a parlar de xifres durant un segon: les formes tradicionals d’actualització de les línies de transport oscil·len entre un i dos milions de dòlars per milla, i obtenir-ne les autoritzacions i construir-les efectivament triga cinc a set anys llargs. És aquí on entra en joc l’emmagatzematge amb bateries. Quan es col·loquen de forma estratègica, aquests grans sistemes de bateries poden ajornar aquestes costoses actualitzacions alleugerint els embussos en àrees concretes de la xarxa. Segons algunes investigacions fetes l’any passat, instal·lar una bateria de 50 megawatts amb una capacitat de 200 megawatt-hores pot retardar la necessitat d’obres en subestacions entre quatre i vuit anys sencers, a més d’ajudar també en altres funcions de la xarxa. El que fa tan atractiu aquest enfocament és que funciona tan bé com construir nova infraestructura, però costa aproximadament un 40-60 % menys. A més, aquests sistemes modulars de bateries poden posar-se en marxa en un termini de 18 mesos, cosa que és extraordinàriament ràpid comparat amb els mètodes tradicionals.

Aquest enfocament allarga la vida útil dels actius i allibera capital per a iniciatives de resiliència de la xarxa, establint el BESS com una peça fonamental de la planificació d’infraestructures adaptatives.

Integració de BESS amb la generació renovable

Atenuació de la reducció de la producció solar i eòlica

El problema del retall de l'energia renovable encara és bastant important en l'actualitat. Segons el reportatge de l'Agència Internacional de l'Energia de l'any passat, les centrals eòliques i solars d'arreu del món malgasten aproximadament l'8,3 % de l'energia que podrien generar cada any. Els sistemes de magatzematge d'energia amb bateries ajuden a resoldre aquest problema emmagatzemant aquella energia addicional sempre que es produeixi massa energia comparada amb la capacitat de gestió de la xarxa elèctrica. Prenguem com a exemple les centrals solars: sovint produeixen molt més electricitat al migdia del que ningú necessita, de manera que emmagatzemar l'excedent d'aquell moment per fer-ne ús més tard, a la tarda, quan la demanda augmenta, té total sentit. De la mateixa manera, les centrals eòliques de vegades generen molta energia però no hi ha prou consumidors que la demanin en aquell moment concret. En conservar aquesta energia fins que la demanda pugi, bàsicament reduïm l'energia neta malgastada i fem que les energies renovables siguin realment rendibles per als operadors.

Habilitació d'energia renovable programable mitjançant el control de l'estat de càrrega (SOC)

Gestionar l'estat de càrrega (SOC) converteix aquestes fonts d'energia imprevisibles en una cosa fiable per als operadors de xarxa. Quan segueixen els nivells de SOC en temps real, poden accedir a l'energia emmagatzemada en els moments justos. Per exemple, mantenir les bateries carregades aproximadament al 80 % durant la nit ajuda a fer front als pics matinals de demanda elèctrica. Aquest enfocament suavitza totes les fluctuacions de la generació renovable, de manera que l'energia solar i eòlica comença a comportar-se més com les centrals elèctriques tradicionals. Segons les proves realitzades l’any passat pel Laboratori Nacional d’Energies Renovables, els sistemes d’emmagatzematge amb bateries controlats per algorismes de SOC van incrementar en uns 37 punts percentuals la quantitat d’energia renovable que efectivament s’utilitza a la xarxa.

Sistemes d'emmagatzematge d'energia amb bateries (BESS) darrere del comptador per a estalvis comercials i industrials

Reducció de les tarifes de demanda als mercats amb tarifes horàries

Les empreses de tots els sectors comercials i industrials es veuen greument afectades per aquests càrrecs per demanda extremadament elevats quan operen en mercats elèctrics amb tarifes variables segons l'horari (TOU). El funcionament d'aquests càrrecs és prou senzill, però costós: es calculen en funció del període de 15 minuts amb major consum energètic cada mes, i això pot representar més d'un terç de les despeses energètiques globals. Aquí és on entren en joc els sistemes de magatzematge d'energia elèctrica amb bateries instal·lats a l'interior de les instal·lacions (behind-the-meter). Aquests sistemes actuen fonamentalment com a amortidors de la demanda elèctrica. En lloc d’extreure energia directament de la xarxa durant aquests períodes de pic, alliberen l’electricitat emmagatzemada, cosa que ajuda a suavitzar aquests pics sobtats de consum i evita que les empreses rebin sancions addicionals per tarifes excessives. Els resultats reals són molt reveladors. Les fàbriques i els nuclis tecnològics han observat una reducció dels seus càrrecs per demanda entre el 20 % i el 40 % un cop han instal·lat aquestes solucions d'emmagatzematge. La majoria d'empreses constaten que la inversió es recupera en només uns pocs anys, i en alguns casos fins i tot en menys de cinc.

Optimització dels costos energètics mitjançant el desplaçament predictiu de la càrrega

Els sistemes BESS es converteixen en potents estalviadors de diners quan s'associen amb algorismes predictius que analitzen anticipadament els costos energètics i els patrons de consum. Aquests sistemes intel·ligents examinen dades històriques, consulten previsions meteorològiques i monitoritzen els canvis del mercat per decidir quan carregar les bateries durant les hores fora de pic (més econòmiques) i descarregar-les quan els preus pugen. L’objectiu principal és aprofitar les diferències de preu entre diferents franjes horàries, així com obtenir estalvis addicionals gràcies als tarifaris basats en l’hora de consum. Moltes empreses incrementen encara més els seus beneficis connectant els seus sistemes d’emmagatzematge d’energia a programes de resposta a la demanda: reben incentius econòmics cada cop que redueixen el consum d’energia durant períodes de màxima tensió de la xarxa. Preneu com a exemple les instal·lacions de processament d’aliments: quan apliquen totes aquestes estratègies de forma integrada, solen aconseguir reduir les seves factures energètiques anuals aproximadament entre un 18 % i un 25 %, sense interrompre les operacions habituals ni els horaris de producció.

Sistemes d'emmagatzematge d'energia per a centrals elèctriques virtuals i serveis auxiliars

Les centrals elèctriques virtuals, o VPP (per les seves sigles en anglès), reuneixen sistemes de magatzematge d’energia amb bateries procedents de diferents llocs, com ara empreses, fàbriques i grans instal·lacions utilities, per crear una infraestructura que funciona com una central elèctrica convencional, però distribuïda en múltiples ubicacions. Aquestes configuracions virtuals poden participar realment en serveis especials del mercat elèctric, com ara mantenir la xarxa estable davant canvis sobtats en la demanda d’energia. Quan la xarxa experimenta aquests petits canvis de freqüència, el conjunt de bateries respon gairebé instantàniament, sovint més ràpidament que les centrals elèctriques tradicionals per mantenir tot funcionant sense interrupcions. El que fa interessant aquest enfocament és la manera com integra totes aquestes unitats de magatzematge separades perquè treballin millor en conjunt. En lloc de construir noves línies elèctriques i subestacions, una inversió que pot suposar milions d’euros, les empreses poden estalviar diners simplement connectant bateries ja existents. A més, els propietaris reben pagaments addicionals quan l’energia emmagatzemada ajuda a equilibrar la xarxa durant les hores de màxima demanda o es fa servir en situacions d’emergència. En definitiva, el que estem veient aquí és una manera de transformar nombroses petites unitats de magatzematge disperses arreu en un únic recurs ampli i útil per a tota la xarxa elèctrica, fent que el subministrament d’energia sigui més resistent davant possibles problemes i oferint, al mateix temps, una font addicional d’ingressos als propietaris d’aquestes bateries.

FAQ

Què és un sistema de magatzemament d’energia amb bateries a escala de xarxa?

Un sistema de magatzemament d’energia amb bateries a escala de xarxa (BESS) és un sistema de magatzemament d’energia a gran escala utilitzat per oferir serveis essencials d’estabilitat de la xarxa. Emagatzema l’energia excedent durant els períodes de baixa demanda i la allibera durant els pics de demanda, ajudant a equilibrar les fluctuacions de càrrega i a ajornar inversions en infraestructura costoses.

Com ajuden els BESS a gestionar la congestió?

Els BESS ajuden a gestionar la congestió de la xarxa emagatzemant energia addicional quan la demanda és baixa i alliberant-la durant les hores de màxima càrrega. Això redueix el risc de tallades d’electricitat, estabilitza la xarxa i disminueix la dependència de centrals elèctriques d’hora punta, que són costoses.

Els BESS poden realment ajornar les actualitzacions d’infraestructura?

Sí, la ubicació estratègica de sistemes BESS pot ajornar les actualitzacions costoses de transmissió i subestacions en alleugerir la congestió localitzada de la xarxa, estalviant així costos i temps associats a les actualitzacions tradicionals d’infraestructura.

Com s’integren els BESS amb les energies renovables?

Els sistemes d'emmagatzematge d'energia (BESS) poden emmagatzemar l'energia excedentari generada per fonts renovables, com ara l'energia solar i eòlica, durant els períodes de màxima producció. Aquesta energia emmagatzemada es pot utilitzar posteriorment durant períodes de gran demanda, reduint la curtailment de l'energia renovable i augmentant la viabilitat financera per als operadors.

Quins són els avantatges dels BESS darrere del comptador per a les empreses?

Els BESS darrere del comptador ajuden les empreses a reduir les tarifes de demanda en mercats basats en l'horari d'ús emmagatzemant i alliberant energia per suavitzar els pics de consum elèctric. Aquests sistemes poden reduir significativament les despeses energètiques, sovint autofinant-se en només uns quants anys.

Quin paper juguen els BESS en les centrals elèctriques virtuals?

Els BESS són essencials per a les centrals elèctriques virtuals, ja que agrupen recursos d'emmagatzematge procedents de diversos emplaçaments per oferir serveis a la xarxa. Ajuden a estabilitzar la xarxa, redueixen la necessitat d'infraestructures noves i creen nous fluxos de renda addicional per als propietaris de bateries.