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Reducción de costos de producción mediante la implementación de Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías

Introducción
Desde hace unos años, en cada convención, congreso y evento que se realiza del sector eléctrico, uno de los temas recurrentes y que más participación alcanza es el de los Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS). Dentro de este marco, la mayoría de preguntas están enfocadas en cómo estos sistemas pueden ofrecer mejores resultados técnicos y económicos en los sistemas eléctricos. Sin embargo, no son muchas las empresas que actualmente están estudiando y desarrollando proyectos BESS en la región. Mi apreciación es que esto se debe a que no tenemos suficiente conocimiento de la tecnología.

La competitividad operativa de una industria parte del hecho de que la misma haga uso eficiente de sus recursos y realice una gestión estratégica de diferentes conceptos como impuestos, entre otros.En este sentido, la incorporación de nuevas tecnologías puede mejorar la rentabilidad de las empresas industriales y, en este caso, los BESS permiten: reducir costos de energía, optimizar costos asociados a infraestructura, y reducir pagos de penalidades y de costos operativos, entre otros. De esta forma, mediante los casos de estudios basados en BESS, una empresa puede lograr una mejor posición de precios en su mercado o un mejor margen de ganancia.

¿Qué son los BESS?
Los Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías están compuestos de baterías, inversores/rectificadores, equipos de control y sistemas de soporte que permiten la acumulación de energía en baterías para su posterior utilización, dando beneficios al sistema eléctrico. El comportamiento de los BESS es similar a un generador sincrónico porque son capaces de entregar potencia activa y reactiva según se le demande. Al mismo tiempo, en el momento en que se requiere cargar las baterías, el sistema se comporta como una carga dinámica que puede variar entre activa y reactiva, según se disponga. Estos dos escenarios están sujetos al tiempo o capacidad de almacenamiento que tenga el sistema. Dicho esto, el BESS tiene una gran flexibilidad, y su máximo aprovechamiento se logra mediante el correcto funcionamiento del sistema de control asociado. El incorrecto funcionamiento del sistema de control del BESS puede acarrear dos fallas: 1) la inmediata, que es la no actuación del sistema como se tenía previsto; y 2) la de largo plazo, que es la posible pérdida de vida útil del sistema. Por esta razón, es importante contar con el acompañamiento de un proveedor tecnológico que dé garantías sobre el sistema, asociado a nuestra ampliación.

Imagen 1. Solución en cuarto eléctrico
Imagen 1. Solución en cuarto eléctrico
Imagen 2. Solución en tableros
Imagen 2. Solución en tableros

Casos de estudio
A continuación, desarrollaremos los principales casos de negocio, aplicables para el sector industrial o uso final de la energía, y cuáles son los principales factores para poder evaluar si los BESS pudieran ser una solución técnico-económica viable.

Imagen 3
Imagen 3

Dentro de algunas industrias existen procesos que demandan mucha potencia, por poca duración y con baja frecuencia en el año (por ejemplo, el arranque de planta luego de una parada de producción), que traen como consecuencia pagos de penalidades o incrementos de tarifas. El colocar un BESS que supla este pico de demanda, sin afectar la red, puede ser un caso de negocio exitoso. Lo que ocurre es que cuando la planta tiene valles en el consumo de energía de la red, el BESS se cargará paulatinamente, esperando que ocurra el evento en que se requiere la inyección de la potencia o energía. Esto es conocido como gestión de la demanda. Para la determinación de este caso, se requiere conocer la curva de demanda en MW y tiempo que el BESS va a suplir y cuáles serían los ahorros generadores al no tener que demandar la potencia/energía de la red.

Imagen 4
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Si en el ejemplo anterior, el incremento de la demanda amerita el cambio de la infraestructura existente (ejemplo, transformadores de potencia), el caso de negocio del BESS tendría como comparativa la diferencia de tarifa/penalidad y los costos del no cambio de la infraestructura.

La entrada de energías renovables, en particular la solar, implica que la tarifa de la energía diurna sea más económica que la nocturna. Una industria podría colocar un BESS que sea cargado en el día, a partir de tarifas definidas por la energía solar, y transferir la energía para ser empleada en la noche, en su proceso productivo, permitiéndole ser más competitivo en el sector al que se dedique. Este concepto podría ser combinado con alguno de los anteriores. Así, el caso de negocio deberá incluir el ahorro como consecuencia de emplear una batería con energía de costo diurno.

Imagen 5
Imagen 5

Existen algunas industrias que por diferentes razones trabajan en modo isla o desconectados de la red. Estas industrias están obligadas a tener una reserva rodante (capacidad de generación ociosa que garantiza la continuidad de la opresión ante una falla del sistema principal). Esta reserva genera un consumo de combustible innecesario, únicamente para poder responder ante una falla. En este caso, el incorporar un BESS al sistema permitirá eliminar este consumo de combustible ocioso, ya que, ante una falla, el BESS supliría la demanda fallada. Considerando que los combustibles fósiles tienden al alza, el colocar un BESS en su reemplazo, puede ser un caso altamente exitoso.

Imagen 6
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Por último, la capacidad de respuesta de los BESS es tan rápida que permiten inyectar o absorber energía, según lo amerite el sistema, realizando así control de voltaje (para sistemas interconectados) y control de frecuencia (en sistemas aislados o débiles), lo que es considerado un servicio complementario. Es importante recordar que las variaciones de voltaje y frecuencias pueden ser producidas por procesos industriales propios, así como por vecinos.

Por otro lado, en caso que la planta industrial sea nueva o se esté diseñando una ampliación de la misma, sería posible realizar un diseño optimizado al incorporar estos conceptos desde el inicio, maximizando el retorno de la inversión desde el diseño.

Evaluación de proveedores tecnológicos
El entrar a un nuevo sector tecnológico siempre acarrea nuevos riesgos, y de allí la razón por la cual es importante saber cómo evaluar a los proveedores y/o socios tecnológicos. Por esto, es importante entender que no todos los proveedores tecnológicos dan el mismo grado de tranquilidad. Algunos de los parámetros más importantes a considerar son:

• Experiencia y trayectoria en el desarrollo tecnológico. En el mundo de hoy vemos cómo todos los días surgen nuevas empresas, y también cómo desaparecen. Las dinámicas del mundo cambian y no todas las empresas tienen la capacidad de adaptación, por lo que es importante considerar y evaluar cómo los proveedores le han hecho frente a los cambios en el pasado, y así entender si en el futuro podrán tener la fortaleza para seguir adelante.

• Base instalada. Que el proveedor tenga mayor base instalada determina que ya ha pasado por el proceso de maduración asociado a la tecnología.

• Presencia local. Esto nos da la posibilidad de utilizar los medios jurídicos locales para hacer presión sobre el cumplimiento de los términos de contratos y garantías.

• Soporte local. Personal técnico local siempre ofrece una respuesta más ágil ante fallas. Los cambios de horarios podrían implicar cortes de energía por fallas mayores que afectan la rentabilidad de la industria.

• Garantías de funcionamiento. Un proveedor que confía en su sistema, es capaz de ofrecer servicios post venta, como contratos de supervisión y mantenimiento de largo plazo a varios años.

Basados en todos estos criterios, podemos afirmar que Siemens es el proveedor tecnológico mejor calificado para desarrollar sus proyectos. Nuestro equipo está a su disposición para realizar análisis temprano, y determinar si su caso de negocio es viable.

El Ingeniero Electricista Andrés Daboin,

tiene 13 años de experiencia en el sector de energía eléctrica, teniendo diferentes responsabilidades en el mercado latinoamericano. Desde hace 4 años se desempeña como desarrollador de nuevos modelos de negocios para SIEMENS y actualmente se encuentra enfocado en el segmento de negocio llamado “El futuro de la red”, el cual engloba los nuevos modelos de negocios asociados a Energía Solar Fotovoltaica, Sistemas de almacenamiento de energía en baterías, Infraestructura eléctrica para movilidad eléctrica y convertidores de 50&/60Hz para aplicaciones especiales tales como puertos inteligentes. Es autor del libro “El negocio de la energía eléctrica en creyones. Una visión del sistema eléctrico para no electricista” y de los artículos, de Mundo Eléctrico “El inversor solar, la mente maestra detrás de los parques solares fotovoltaicos” y “Los sistemas de generación de energía híbrida como impulsores de las zonas no interconectadas”.

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Modificado por última vez en Viernes, 05 Julio 2019 12:16

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