Jornada sobre tecnologias de almacenamiento en instalaciones FV Barcelona, 23 de Abril 2014 Problemática del almacenamiento en microrredes y redes aisladas en zonas remotas Xavier VALLVÉ -Trama TecnoAmbiental, Barcelona,Spain – Socio de SECARTYS

PYME Fundada en Barcelona en 1986 Consultoría Independiente en Energías Renovables y Desarrollo Sostenible Expertos en gestión de la energía y micro generación con EERR Desde 1987: Electrificación rural con energías renovables Diseño y Gestión de proyectos de micro plantas con EERR y microrredes rurales en Europa meridional, África, Iberoamérica, Oceanía … Clientes privados e institucionales Trama TecnoAmbiental (TTA) Miembro de:

Microrred FV Pionera Andalucía 1994

Situación actual El acceso a la electrificación prioritario para muchos Gobiernos, especialmente en países pobres En zonas rurales: Las soluciones basadas en energías renovables (FV, microeólica, etc.) ya sea plantas individuales o microrredes rurales son la opción mas barata a largo plazo Se necesitan baterías para acoplar generación y demanda ya que el recurso es intermitente Tras mas de 20 años de experiencia en este sector se constata que, al haber bajado los costes de la fotovoltaica, la batería se convierte en la unidad constructiva mas cara en la vida útil de una planta

Diagrama de una planta FV con servicio CA Diagrama de una planta FV multi-fuente (híbrida) Diagrama genérico de una microrred rural Configuraciones de una planta FV autónoma Diagrama de una planta FV pequeña CC

Acumulación eléctrica: ciclado diario y estacional Microrredes con alta penetración renovable (>70%) Generalmente de 2 a 3 días de autonomía con batería Grupo electrógeno para períodos largos sin recurso renovable Posibilidad de acumulación estacional: hidrógeno, etc. Se observan ciclos de descarga profundos y someros Nivel de carga registrado en la batería de una vivienda fotovoltaica autónoma. (Fuente:TTA)

Familias de baterías Baterías plomo Fuente: Trojan Battery Company Baterías litio Fuente : Saft Baterías níquel Fuente : Hoppecke Baterías sodio Fuente : FIAMM Plomo ácido: Tecnología madura, con seguridad probada, funcionamiento y bajo coste Tecnología dominante en el mercado de energía renovable autónoma (indiv./microrred) Litio: Tecnología común para pequeñas aplicaciones móviles Cada vez más rentable, también para la gestión a corto plazo en aplicaciones más grandes como microrredes Níquel: Sistema níquel-cadmio: muy adecuado para las plantas de electrificación rural en condiciones ambientales extremas Sistema níquel-metal hidruro: aplicaciones en pequeñas FV remotas como boyas, ayudas a la navegación o el alumbrado público solar Sodio: Para estabilización de la red a gran escala (calidad de la energía y “peak shaving”) Sin mantenimiento, Inmunes a las altas temperaturas y menos sensibles a las condiciones de aplicación Dependiendo de los requisitos de: Capacidad, Funcionamiento, vida útil, seguridad y coste para la aplicación solicitada

Selección de baterías Selección de acuerdo a los requisitos técnicos del diseño de la planta: Intensidad de descarga (I 100 ) Alta profundidad de descarga Alto ciclaje Condiciones de temperatura y humedad ambiental

Selección de baterías Dificultades de transporte en la accesibilidad de los emplazamientos

Selección de baterías Dificultades de transporte en la accesibilidad de los emplazamientos

Condiciones de funcionamiento Funcionamiento a través de convertidores y unidades de gestión de energía Plantas pequeñas y medianas con almacenamiento de 1 a 300 kWh, los prescriptores prefieren MBTS (12,24,48 V) para seguridad intrínseca Las aplicaciones de MWh son distintas y en desarrollo comercial

Condiciones de funcionamiento

Otras consideraciones La falta de mantenimiento e inspección de los ajustes de descarga y recarga es una de las causas principales de la reducción de la vida útil de buenas baterías. La gestión de la demanda aumenta el rendimiento de la planta, la satisfacción del usuario y el tiempo de vida útil de la batería, ya que el número de ciclos puede ser gestionado y reducido. Norma IEC para controladores de carga fotovoltaica de batería

Control de carga de energía: Energía a disposición asegurada EDA) vs SoC Ejemplo Pirineos: 12 años de vida de baterías Concepto EDA: desconexión del usuario cuando su límite se agota, más energía disponible para el próximo dia y nivel de carga más alto Situación sin EDA: batería descargada e indisponibilidad para el día siguiente

Control de carga de energía: Energía Diaria Asignada (EDA) vs SoC Algoritmo EDA integrado en el controlador de carga de batería

Dispensador de electricidad esencial para el control EDA Patentado e innovación concepto inteligente medición Presupuesto energía Extensión vida y rendimiento baterías Promueve el conocimiento del consumidor sobre la auto-gestión de la energía Bajos costes de transacción

Qué puede pasar al final de la vida útil? Baterías enterradas / quemadas => alto impacto medioambiental debido a la toxicidad de algunos de sus elementos Correcto desmantelamiento, recolección y reciclaje debe planearse desde el principio

¡Gracias por su atención !