Porcentaje de penetración energías no gestionables

¿Cuál debe ser el porcentaje de penetración de las energías no Gestionables en un sistema eléctrico? 

De manera muy sencilla trataremos de dar respuesta a un tema que podemos considerar un tanto complejo.

Introducción. 

Lo primero que debemos entender es que, en los sistemas eléctricos la demanda y la generación deben estar en total armonía o equilibrio, no puede sobrar ni faltar potencia o capacidad, lo anterior equivale a decir que: los sistemas eléctricos deben ser capaces de subir o bajar su capacidad en la medida que sube o baja la demanda. La capacidad de los sistemas eléctricos de seguir los cambios de la demanda es lo que se conoce como capacidad de regulación del sistema.   

La potencia que es demandada de forma instantánea debe ser suplida, cuando encendemos una bombilla o un horno eléctrico de una gran metalúrgica, los sistemas eléctricos, de forma instantánea deben actuar para aumentar o reducir su capacidad y absorber los cambios en la demanda de capacidad.

La capacidad que tienen algunos generadores de subir o bajar rápidamente su potencia cuando aumenta o disminuye la demanda se conoce como capacidad de regulación del generador, así podemos decir que ciertos tipos de tecnologías como las hidráulicas o las centrales de ciclo abierto o tienen buena capacidad de regulación, mientras las centrales térmicas de vapor a carbón tienen poca capacidad de regulación, además existen centrales de generación que de forma especial son construidas como centrales de regulación, con unas características que les permite, en muy poco tiempo, aumentar o reducir una gran proporción de su capacidad.  

En cambio, las energías no gestionables son aquellas que, al depender de un recurso natural que no puede ser controlado por los hombres, como es el viento o el sol, no pueden subir o bajar su capacidad cuando así se desea, sino que por el contrario sufren subidas o bajadas repentinas de potencia, lo cual es contrario al objetivo de mantener el equilibrio entre la capacidad de generación y la demanda.

En los sistemas eléctricos existe lo que es llamado inercia de generación, la cual se encuentra contenida en las masas de los rotores de los generadores rotatorios, esta inercia, durante pequeños instantes, permite absorber pequeñas desviaciones entre la capacidad generación y la capacidad de demanda.

En este sentido, mientras más grandes, robustos e interconectados son los sistemas eléctricos, más inercia y mejor respuesta tendrán, y mientras más pequeños o aislados se encuentren, peor será su respuesta ante los cambios.

A parte de lo anterior, los sistemas eléctricos pueden instalar equipos tecnológicos o sistemas de actuación para de forma ágil mantener la igualdad entre la generación y la demanda. Como equipos de regulación pueden ser instalados centrales de regulación y banco de baterías.   

También los sistemas eléctricos pueden ser operados de forma que los generadores en línea tengan suficiente reserva para atender los aumentos de demanda, además pueden contar con reservas de generación que rápidamente pueden entrar en línea si estos son requeridos por demanda y las empresas de distribución o grandes clientes pueden participar de programas de deslastre de carga, lo cual quiere decir que ciertas cargas, como empresas o industrias, acuerdan poder ser desconectadas si existen incrementos repentinos de demanda que no pueden ser rápidamente abastecidos por los sistemas de generación.

Como puede entenderse, tanto en la toma de decisión para la instalación de tecnologías de regulación o en la operación con reservas de generación para la regulación, debe tomarse en cuenta el factor económico, para mantener una buena calidad de energía o contar con un buen sistema de regulación, es necesario realizar inversiones.   

Respuesta.   

En sentido general podemos decir que la capacidad de regulación de un sistema eléctrico, aparte de la capacidad de regulación natural asociada al tipo de tecnología del sistema eléctrico interconectado, también dependerá en gran medida de: la calidad de la energía que el sistema eléctrico interconectado aspira y las inversiones en tecnologías u operación realizadas para mantener la generación unida a la demanda.

Cuando hablamos del porcentaje de penetración de la energía renovable no gestionable de un sistema eléctrico, estamos hablando de una capacidad que es asignada o establecida en función de las características propias del sistema eléctrico, y de las inversiones que pueden ser realizadas en equipamiento y en reservas de operación, para mantener un sistema eléctrico trabajando dentro de los parámetros de calidad previamente establecidos.

Así, un sistema eléctrico que en función de ciertos parámetros de calidad y de operación previamente establecidos tiene la capacidad de mantener la armonía entre la generación y la demanda cuando cuanta con las inyecciones de un 15% de capacidad de energía no gestionable, decimos que la capacidad de penetración de energía no gestionables de dicho sistema es de un 15%.

Sin embargo, si en dicho sistema eléctrico son modificados los criterios o parámetros de calidad, o son modificados los criterios o parámetros de operación tanto de la generación como la demanda, o es realizada mayor inversión en equipos de regulación como podría ser el uso de baterías, el porcentaje de penetración de la energía no gestionable podría verse impactado de forma muy considerable. 

Para la República Dominicana realizar un verdadero estudio que establezca el porcentaje de penetración de las energías no gestionables, deberá previamente definir la calidad de la energía que aspira en su sistema eléctrico, y deberá determinar las inversiones en equipamiento tecnológico y operación que está dispuesto a realizar.

Cuando en la República Dominicana se habla de un porcentaje de penetración, se refiere al porcentaje de penetración bajo las condiciones actuales del sistema eléctrico, sin contemplar el aumento de la demanda, sin mejorar la pésima calidad de energía que tenemos, sin realizar ningún tipo de inversiones en equipamiento tecnológico y sin aumentar las reservas de generación.

En las anteriores condiciones los expertos en operación de nuestro sistema eléctrico han mencionado de manera empírica y no oficial que el porcentaje de penetración para la República Dominicana es del orden del 20%, lo cual significa que, de forma instantánea, el porcentaje de energía no gestionable no puede sobrepasar el 20% de la demanda instantánea del sistema eléctrico, de forma más practica podemos decir que: si la demanda instantánea de potencia de la República Dominicana en horas de baja demanda es de 1,500 MW, y en hora pico 2,500 MW, la capacidad entregada de forma instantánea por el conjunto de centrales no gestionables deberá ser entre 300 a 500 MW. 

Ahora, si consideramos los factores de planta de las centrales fotovoltaicas y eólicas existentes en nuestro país, que es del orden del 40%, tendríamos que la capacidad de energía no gestionables que puede ser instalada en nuestro país es del orden de los 750 a los 1,200 MW.

Si el país, atendiendo a los compromisos internacionales y a lo establecido en las normativas, decide realizar inversiones para mejorar la capacidad de regulación de forma que en nuestro sistema eléctrico pueda manejar más energías no gestionables, pudiéramos hablar del 25% o el 30% de capacidad de regulación, en este caso estaríamos hablando de: para 25% de regulación entre 938 1563 MW instalados, para el 30% entre 1,112 – 1875 MW instalados.

De lo anterior podemos deducir que la capacidad de regulación o de penetración, no es un porcentaje fijo, es mismo puede ser ajustado a voluntad y en función de múltiples factores, como es: la característica de los sistemas eléctricos, tecnología de generación, capacidad de deslastre de carga, los equipamientos de regulación utilizados y la forma de operación de los sistemas eléctricos, por lo tanto, para cada país es necesario establecer la calidad de energía que desea alcanzar y la cantidad de inversión que puede realizar y estos factores serán lo que van a determinar la capacidad de regulación o de penetración de las energías renovables no gestionables que dicho sistema eléctrico puede soportar.   

De forma sencilla y entendible he intentado explicar el tema de la penetración, para cualquier aclaración, quedo a sus órdenes.  

Otras preguntas importantes que surgen en relación a este tema son las siguientes:

¿Quién debe pagar por las inversiones para mejorar la capacidad de regulación del sistema o el porcentaje de penetración de las energías renovables?

¿Con cuales objetivos la República Dominicana, ha usado el tema del porcentaje de penetración, para cuidar la calidad de su sistema eléctrico, para no hacer inversiones en regulación o para detener las energías renovables no gestionables? 

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