Científicos comparan los costes y el rendimiento del almacenamiento con solar y con eólica

Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de Estados Unidos han comparado los costes de varias configuraciones de energía solar más almacenamiento con los de otras plantas de energía eólica más batería en siete mercados mayoristas de electricidad de Estados Unidos.

“Buscamos entender las tendencias en el desarrollo comercial de los híbridos e identificar los factores que pueden alterar esas tendencias a través de una evaluación de los costes e ingresos de diferentes configuraciones híbridas, permitiendo a los planificadores hacer suposiciones más informadas sobre la configuración y el comportamiento de los híbridos”, dijeron. “También pretendemos entender qué opciones de configuración tienen más impacto que otras en el valor y los costes del mercado”.

Describieron sus conclusiones en “Keep it short: Exploring the impacts of configuration choices on the recent economics of solar-plus-battery and wind-plus-battery hybrid energy plants”, que se publicó recientemente en el Journal of Energy Storage. El grupo de investigadores tuvo en cuenta los precios históricos de la energía en el mercado mayorista entre 2012 y 2019 y los costes recientes de los componentes de los proyectos de energías renovables. Para su análisis, tuvieron en cuenta la duración y la capacidad de las baterías, la capacidad de interconexión a la red, el tamaño de los sistemas fotovoltaicos en relación con la capacidad de los inversores y las conexiones entre las baterías y los generadores.

También consideraron los costes híbridos basados en los costes de capital y la vida útil de las baterías.

“Construimos un enfoque analítico que los planificadores de sistemas podrían utilizar con parámetros específicos de cada caso para evaluar las tendencias de desarrollo de los híbridos y demostramos su poder explicativo comparando cualitativamente los híbridos atractivos que modelamos con los híbridos desarrollados recientemente o los proyectos en desarrollo a corto plazo”, dijeron.

Los científicos calcularon el valor neto de cada una de las configuraciones propuestas. También se basaron en un programa de optimización lineal para calcular los ingresos de un generador basándose en los precios históricos del mercado eléctrico mayorista.

“El objetivo de la optimización es maximizar los ingresos procedentes de la compra y venta de energía del híbrido a un precio de la energía al por mayor que varía cada hora, teniendo en cuenta una penalización de degradación lineal aplicada a la energía de carga y descarga de la batería”, dijeron.

Descubrieron que la duración y la capacidad de las baterías son las que más influyen en el valor neto de las plantas híbridas solares o eólicas. Dijeron que las configuraciones ideales son las que tienen una duración de la batería de entre dos y cuatro horas. En los proyectos de energía solar más almacenamiento, la capacidad de la batería con mayor valor neto debería estar entre el 25% y el 100% de la capacidad nominal de la planta fotovoltaica, dependiendo de la región y de la disponibilidad de incentivos fiscales, mientras que el mayor valor neto para las plantas de energía eólica más almacenamiento debería estar en torno al 25% de la capacidad eólica, con o sin los créditos fiscales.

“El acoplamiento de CA frente a CC y el tamaño de los paneles solares en relación con el inversor en los híbridos solares parecen ser secundarios”, señalaron.

Los científicos afirmaron que su marco analítico se ajusta a las tendencias comerciales actuales e identificaron las principales tendencias en los mercados eléctricos de Estados Unidos. Los proyectos de energía solar más batería son más comunes que sus homólogos eólicos, mientras que los híbridos solares son más comunes que los eólicos. La relación entre la capacidad de la batería y la del generador es mayor para los híbridos solares que para los eólicos. Los investigadores dijeron que en el futuro quieren mejorar su análisis del potencial de reducción de costes y de hibridación.

“Los trabajos futuros podrían perfeccionar las estimaciones de coste y degradación de las baterías para tecnologías específicas de baterías, junto con la incorporación de proyecciones de las tendencias de costes en el futuro para hacer estimaciones más precisas del valor neto de los híbridos específicos”, dijeron.