Análisis de complementariedad de los recursos eólico y solar para su utilización en la generación eléctrica en gran escala en Uruguay. (ETAPA 2).
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- José Francisco Rivas Botella
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1 Análisis de complementariedad de los recursos eólico y solar para su utilización en la generación eléctrica en gran escala en Uruguay. (ETAPA 2). Milena Gurin, Eliana Cornalino, Alejandra de Vera, Martín Draper, Rafael Terra, Gonzalo Abal, Rodrigo Alonso Suárez, Pablo Modernell, Daniel Aicardi, Agustín Laguarda y Ruben Chaer. Abril de 26 Montevideo Uruguay.
2 Objetivo de la Etapa 2. La etapa sirvió para crear modelos estocásticos que captan las dependencias entre las variables por su ciclo anual y diario. El objetivo de esta etapa es lograr modelos que capten dependencias adicionales a las de los ciclos temporales. Objetivo Logrado con dos PRODUCTOS: Producto A) CEGH y Producto B) Estudio de impacto sobre uso de conexión.
3 Producto A). Modelo estocástico CEGH para uso en SimSEE del conjunto eólico y solar. Se re-analizaron las series de datos disponibles buscando disponibilidad de datos de viento, radiación y temperatura para la misma locación (o muy cercanas). Se re-hicieron los modelos Desacoplados de similares a los de la Etapa I) para poder comparar. Se indentificó modelo Acomplado.
4 Estaciones seleccionadas.
5 Comparación de modelos.
6 Comparación de modelos.
7 Estimación del efecto de incorporar la información del modelo Acoplado por medio de los Gradientes de Inversión. Como existe una complementariedad entre la Eólca y la solar, los GI se reducen simulando con el plan óptimo obtenido con los modelos desacoplados.
8 Análisis de complementariedad de los recursos eólico y solar para su utilización en la generación eléctrica en gran escala en Uruguay Producto B) Estudio de impacto sobre el uso de la conexión a la red de plantas mixtas Eólica y Solar.
9 Contenido Incorporación de potencia a un parque existente (solar en eólica y vice-versa) Mix óptimo en parque nuevo Consideración de la variación en la conducción de la conexión
10 WE: Factor de potencia eólica SE: Factor de potencia solar CR: Colonia Rubio CR: Colonia Rubio.5.5 OT: Colonia Otamendi OT: Colonia Otamendi.5.5 JI: José Ignacio JI: José Ignacio.5.5 RM: Rosendo Mendoza RM: Rosendo Mendoza.5.5 max(we) = max(se) =
11 Nº Código CR / SA 2 Estación Departamento Latitud Longitud Colonia Rubio / Salto Salto OT Colonia Otamendi Cerro Largo JI José Ignacio Maldonado RM Rosendo Mendoza Colonia Factores de potencia Valores medios por estación (Período: Jul.22 a Jun.25) Factor de planta medio CR/SA OT JI RM Eólico Solar
12 Incorporación de potencia SOLAR sobre un PARQUE EÓLICO MW MW Energía Transmitida + X MW Energía Perdida
13 Incorporación de potencia SOLAR sobre un PARQUE EÓLICO Incorporación de potencia Solar sobre un Parque Eólico Sin considerar variaciones en la capacidad de la conexión 35 CR JI OT RM Porcentaje de energía solar "perdida" [%] Potencia Solar Instalada [MW].8.9 El % de energía perdida está calculado SOLO sobre la energía adicional (solar) generada.
14 Adicional de potencia EÓLICA sobre un PARQUE EÓLICO Adicional de potencia Eólica sobre un Parque Eólico Sin considerar variaciones en la capacidad de la conexión 35 CR JI OT RM Porcentaje de energía eólica "perdida" [%] Potencia Eólica adicional [MW].8.9 El % de energía perdida está calculado SOLO sobre la energía adicional generada.
15 Incorporación de potencia EÓLICA sobre un PARQUE SOLAR MW MW Energía Transmitida + X MW Energía Perdida
16 IncorporaciónIncorporación de potencia EÓLICA sobre un PARQUE SOLAR de potencia Eólica sobre un Parque Solar Sin considerar variaciones en la capacidad de la conexión 35 CR JI OT RM Porcentaje de energía eólica "perdida" [%] Potencia Eólica Instalada [MW].8.9 El % de energía perdida está calculado SOLO sobre la energía adicional (eólica) generada.
17 Incorporación de potencia SOLAR sobre un PARQUE EÓLICO Incorporación de potencia Solar sobre un Parque Eólico Sin considerar variaciones en la capacidad de la conexión 35 CR JI OT RM 25 Incorporación de potencia EÓLICA sobre un PARQUE SOLAR 2 Incorporación de potencia Eólica sobre un Parque Solar Sin considerar variaciones en la capacidad de la conexión 5 35 CR JI OT RM Potencia Solar Instalada [MW].8.9 Porcentaje de energía eólica "perdida" [%] Porcentaje de energía solar "perdida" [%] Potencia Eólica Instalada [MW].8.9
18 Contenido Incorporación de potencia a un parque existente (solar en eólica y vice-versa) Mix óptimo en parque nuevo Consideración de la variación en la conducción de la conexión
19 Mix Óptimo en parque nuevo X MW MW Energía Transmitida + Y MW Energía Perdida
20 Potencia Transmitida y Perdida Potencia Media Transmitida [MW] Porcentaje de energía "perdida" Potencia Eólica Instalada [MW] Factores de Planta de c/u Potencia Solar Instalada [MW] Potencia Solar Instalada [MW] Potencia Eólica Instalada [MW] JI
21 Mix Óptimo a Igual Nivel de Inversión ( 8 FC solar Inversión Solar [USD / MW ]=Inversión Eólica[USD/ MW ] 6 FC eólica Máxima Potencia Transmitible dado Nivel de Inversión ) Mix que genera más energía a igual nivel de Inversión Solar Eólica.75 Potencia Instalada [MW] Potencia Media Transmitida Inversión / Inversión MW eolica Factores de Planta de Eólica Inversión / Inversión MW eolica JI
22 Contenido Incorporación de potencia a un parque existente (solar en eólica y vice-versa) Mix óptimo en parque nuevo Consideración de la variación en la conducción de la conexión
23 Mix Óptimo en parque nuevo X MW Z MW (función de v, T, rad) Energía Transmitida + Y MW Energía Perdida
24 Intensidad máxima del conductor Cálculo de Imax (*) Variables: Dext Diámetro exterior del conductor (m) tc Temperatura en el conductor (ºC) ta Temperatura ambiente (ºC) rad Radiación solar (W/m2) V Velocidad del viento (m/s) Dext = 6.45 mm tc = 7 ºC V =.8*V Se dispone de registros de temperatura ambiente, radiación solar y viento cada minutos en cuatro estaciones (período 22-25): CR/SA Colonia Rubio / Salto (Salto) OT Colonia Otamendi (Cerro Largo) JI José Ignacio (Maldonado) RM Rosendo Mendoza (Colonia) (*) Cálculo de los límites térmicos de los conductores en las líneas de trasmisión según documento de UTE, IN-PEE-ERE-9632-v, Eduardo Penza, 996.
25 Intensidad máxima del conductor Nubes de punto: Imax vs [V, rad, ta]
26 Intensidad máxima del conductor Nubes de punto: Imax vs [V, rad, ta]
27 Intensidad máxima del conductor Cálculo en función de Dext, tc, ta, rad y V (*) Imax (A) 5 CR: Colonia Rubio 5 Imax (A) 5 OT: Colonia Otamendi 5 Imax (A) 5 JI: José Ignacio 5 Imax (A) 5 RM: Rosendo Mendoza 5 (*) Cálculo de los límites térmicos de los conductores en las líneas de trasmisión según documento de UTE, IN-PEE-ERE-9632-v, Eduardo Penza, 996.
28 Intensidad máxima del conductor CR: Colonia Rubio OT: Colonia Otamendi 35 Imax < 52A: 3.% 3 25 Frecuencia (%) Frecuencia (%) Imax < 52A: 2.4% Intensidad máxima (A) JI: José Ignacio Imax < 52A:.67% 3 Frecuencia (%) Frecuencia (%) RM: Rosendo Mendoza Intensidad máxima (A) Imax < 52A:.82% Intensidad máxima (A) Intensidad máxima (A) (*) Para las líneas nuevas de los eólicos se usa el conductor tipo Hawk, con una ampacidad máxima de aprox 52 A (35 MVA a tensión nominal).
29 Potencia Transmitida y Perdida Considerando variaciones en la capacidad de conducción del cable Porcentaje de energía "perdida" Potencia Media Transmitida [MW] Potencia Solar Instalada [MW] Potencia Solar Instalada [MW] Potencia Eólica Instalada [MW] Factores de Planta de c/u Potencia Eólica Instalada [MW] JI
30 Mix Óptimo a Igual Nivel de Inversión Considerando variaciones en la capacidad de conducción del cable Máxima Potencia Transmitible dado Nivel de Inversión Mix que genera más energía a igual nivel de Inversión. 2.5 Solar Eólica.9 Potencia Instalada [MW] Potencia Media Transmitida Inversión / Inversión MW eolica Factores de Planta de Eólica Inversión / Inversión MW eolica JI
31 Conclusiones. La principal conclusión es que existe una complementariedad clara entre la Eólica y la Radiación Solar y la Temperatura. Esto lleva a que el conjunto Eólico+Solar tenga mayor permanencia de disponibilidad y que pueda hacer un mejor uso de las instalaciones de conexión a la red.
32 Recomendaciones Incorporar al modelado la depedencia de la Demanda con la Temperatura. Realizar nuevo estudio de Planificación de Largo Plazo con los nuevos modelos.
33 Complementariedad Eólica-Solar Análisis de complementariedad de los recursos eólico y solar para su utilización en la generación eléctrica en gran escala en Uruguay Abril 26
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