Los retos de la integración n de la fotovoltaica en la red eléctrica.

Transcripción

1 Los retos de la integración n de la fotovoltaica en la red eléctrica. Dr. Ing. Angel ARCOS VARGAS Endesa Distribución Eléctrica S.L. DG Negocio. Administrador

2 ÍNDICE 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS Y NUEVOS RETOS 2

3 INTRODUCCIÓN No existe consenso sobre qué es exactamente la Generación Distribuida Potencia? Tecnología? Conexión a red? Se puede entender que Generación Distribuida es: Generación a pequeña escala. Pequeñas potencias en relación con las centrales convencionales. Instalada muy próxima a lugares de consumo. Equilibrio entre valores de consumo y generación. Conectados a la red de distribución a bajos niveles de tensión No existe una planificación y gestión centralizada de dicha generación. 3

4 INTRODUCCIÓN Teniendo en cuenta la regulación existente para el sector eléctrico español, podría asimilarse la Generación Distribuida al Régimen Especial LA REALIDAD Se ubica tanto cerca como lejos de puntos de consumo. A veces en sitios aislados sin consumo relevante (infraestructuras exclusivas de evacuación) Se conecta en niveles de tensión desde BT hasta 400 kv (red de Transporte) Su rango de potencia alcanza desde unos pocos kilowatios a 50 MW e incluso agrupaciones de mayor potencia. 4

5 INTRODUCCIÓN 5

6 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS Y NUEVOS RETOS 6

7 RÉGIMEN ESPECIAL Ley 54/1997 de 27 de noviembre del Sector Eléctrico. Art. 27: Régimen especial de producción eléctrica. Instalaciones cuya potencia instalada no supere los 50 MW: Autoproductores que utilicen la cogeneración u otras formas de producción de electricidad asociadas a actividades no eléctricas siempre que supongan un alto rendimiento energético. Cuando se utilice como energía primaria energías renovables no consumibles, biomasa o cualquier tipo de biocarburante, siempre y cuando su titular no realice actividades de producción en el régimen ordinario. Cuando se utilice como energía primaria residuos no renovables. 7

8 RÉGIMEN ESPECIAL Régimen especial R.D. 661/2007 de 25 de mayo. Anexo XI Gestionable Cogeneración Biomasa Residuos Hidráulica de salto Rég. Especial no gestionable. Características Fuente de energía primaria no almacenable ni controlable No es posible el control de la producción por parte del Operador del Sistema No es programable su producción futura No Gestionable Solar fotovoltaica Solar térmica Eólica Hidráulica fluyente Mareomotriz, Geotérmica, oceanotérmica, etc (b.3.) Salvo valoración de gestionable a realizar por el Operador del Sistema 8

9 RÉGIMEN ESPECIAL GWh EVOLUCIÓN DEL RÉGIMEN ESPECIAL Y LA DEMANDA BRUTA EN ESPAÑA % 25% % % % % 0 0% DEMANDA_bc TOTAL R. ESPECIAL TOTAL R.ESPECIAL/DEMANDA b.c. Fuente CNE 2009 En 2008 el régimen especial cubre el 24% de la demanda nacional superando el peso de la nuclear y grupos de carbón 9

10 RÉGIMEN ESPECIAL GW.h EVOLUCIÓN ANUAL DEL RÉGIMEN ESPECIAL EN ESPAÑA - ENERGÍA VENDIDA COGENERACIÓN BIOMASA RESIDUOS TRAT. RESIDUOS HIDRÁULICA (R.E.) EÓLICA SOLAR Fuente CNE

11 RÉGIMEN ESPECIAL 11

12 RÉGIMEN ESPECIAL 12

13 RÉGIMEN ESPECIAL El 94% de las instalaciones son de energía solar Pot. Media instalada en R.E. (MW) Nº instalaciones Pot. Media (MW) Pot. Instalada en R.E. (MW) 13 Fuente CNE 2009 Pot. Instalada en R.E. (MW), Nº de instalaciones

14 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS NUEVOS RETOS 14

15 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA EVOLUCIÓN ANUAL DEL RÉGIMEN ESPECIAL EN ESPAÑA - Nº INSTALACIONES COGENERACIÓN BIOMASA RESIDUOS TRAT. RESIDUOS HIDRÁULICA (R.E.) EÓLICA SOLAR Fuente CNE Crecimiento exponencial del número de instalaciones fotovoltaicas 15

16 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Nº Solicitudes RD 1578/2008. Nueva retribución fotovoltaica Eólica Solar Resto R.E. Solicitudes de evacuación instalaciones en régimen especial en red de distribución de Endesa en Andalucía x 4,5 16

17 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA MW Eólica Solar Resto R.E. x 1,3 Potencia de las solicitudes de evacuación instalaciones en régimen especial en red de distribución de Endesa en Andalucía Máxima demanda invierno Máxima demanda verano La disminución en potencia es bastante inferior al número de solicitudes 17

18 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA FOTOVOLTAICO FV CUBIERTA HUERTO SOLAR HS CUBIERTA SOLAR TÉRMICA Nº de solicitudes en red de Endesa en Andalucía FOTOVOLTAICO FV CUBIERTA HUERTO SOLAR HS CUBIERTA SOLAR TÉRMICA Potencia (MW) solicitudes en red de Endesa en Andalucía No es posible conectar este volumen de generación en nuestras redes 18

19 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Densidad de demanda eléctrica en red de Endesa en Andalucía 19

20 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA P conex FV 25,8 MW Máx demanda verano 20 MW Puntos de conexión a instalaciones fotovoltaicas en red de 20 Endesa en Andalucía. Datos 2008

21 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Δ Pot. Instalada peninsular MW (R.O + R.E.) MW (92,5%) provienen de nuevas instalaciones en régimen especial MW nuevas instalaciones solares y MW nuevos parques eólicos Posición creciente y consolidada de la energía eólica. Auge exponencial de la energía solar (fundamentalmente FV). Proliferación de la generación en todos los niveles de tensión. 21

22 EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA G Generación 10 ~ 20 kv Transporte 220 ~ 400 kv Grandes clientes industriales Clientes industriales Clientes rurales RED DE A.T. RED DE M.T. RED DE B.T. El modelo de gestión ha cambiado y debe resolverse con Smart Grids 22

23 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D. 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS Y NUEVOS RETOS 23

24 LA EMPRESA DISTRIBUIDORA Objetivos comunitarios DIRECTIVAS COMUNITARIAS CNE Objetivos nacionales NORMATIVA NACIONAL Empresa Distribuidora Objetivos autonómicos NORMATIVA AUTONÓMICA Operador del Sistema La responsabilidad de la empresa distribuidora es cumplir sus obligaciones respecto de la conexión de generación garantizado a la vez la calidad, regularidad y seguridad de sus suministros 24

25 LA EMPRESA DISTRIBUIDORA PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA (EN RELACIÓN CON LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA) En relación con las solicitudes de conexión Determinación de punto de conexión. Definición de condiciones técnicas y económicas de la conexión. Informes de cumplimiento de procedimiento de acceso y conexión y requisitos para la medida de energía. En relación con la energía generada Gestión de la conexión Gestión de las redes tras la conexión Gestión de la medida Todo ello con unos plazos estrictos sin disponer de una estructura retributiva adecuada 25

26 LA EMPRESA DISTRIBUIDORA La incorporación de un nuevo agente generador implica costes en la actividad de distribución, no reconocidos Costes previos a la conexión Tramitación, realización de estudios, elaboración de presupuestos y convenios, supervisión proyectos, interlocución con el O.S., información a CNE y Administraciones, certificación de lectura, etc Costes tras la conexión Ampliación sistemas de información y telecontrol, protocolos de operación, descargos, mantenimiento de instalaciones, gestión de la medida, calidad del producto, desvíos, pérdidas, etc 26

27 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D. 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS Y NUEVOS RETOS 27

28 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Curvas de funcionamiento. Variabilidad de producción Cogeneración Eólico Fotovoltaico Fotovoltaica - MW Fotovoltaica - MW Cronológica anual Monótona anual 28

29 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA kw Curva tipo funcionamiento diario instalación FV VERANO INVIERNO Horas día Subest. Alvarado. Medida en posición barras MT (MW) 29

30 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA La energía eólica y fotovoltaica son tecnologías no gestionables. Comportamiento variable. Difícil predicción Baja fiabilidad para atender las puntas de demanda. FV ausente en punta invierno. Acopla y desacopla sin atender a requerimientos. Su curva de evolución es a veces contraria a la demanda. Fuentes de energía no potencia firme 30

31 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Nos preocupa Impacto en parámetros de operación de la red: Flujo de cargas variable. Inversión de flujo. Dispositivos de regulación Perturbaciones de la tensión y de la frecuencia. Armónicos Control de reactiva Pérdidas Incidencias Potencia no gestionable Cobertura de demanda, Planificación de la red Estabilidad de la red. Necesidades de control Sistemas de control Despachos 31

32 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA MW MW Las curvas de funcionamiento de la red han modificado su forma de un año para otro Horas/día Mes de julio Transformador 2 66/25 kv. Subest. Carpio

33 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Sus beneficios esperados Reducción de pérdidas Menor necesidad de inversiones en redes de distribución Dependen mucho de: Ubicación respecto de los consumos Control de la operación de las instalaciones Previsión de funcionamiento. Garantía de potencia 33

34 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Generación distribuida Eficiencia energética Esquema básico de red AT-MT S/E CALVIÁ. L FV = 5,6 km L/Capdellà ~ FV 2,85 MW L TOTAL = 8 km Línea Capdellà 15 kv (S/E Calvià). Generador FV kw 66 kv 15 kv 34

35 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Curvas de funcionamiento semanal Línea Capdellà 15 kv (S/E Calvià). Generador FV kw < 0 Inyección de Generación en Barras SE 35

36 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Ed Ei Esquema básico de red AT-MT. L/Capdellà L FV = 5,6 km ~ FV 2,85 MW L TOTAL = 8 km 66 kv S/E CALVIÁ 15 kv CON FV (MWh) Red MT SIN FV (MWh) Pérdidas anuales (2006) Ahorro de PÉRDIDAS debidas al PARQUE FOTOVOLTAICO Ahorro transform. AT/MT CON FV (MWh) 4,5 = - 1,5 MWh/año Conclusión: La Generación Distribuida NO SIEMPRE implica mayor EFICIENCIA ENERGÉTICA para el sistema eléctrico GLOBAL => Gestión Óptima de la GD Ahorrará pérdidas si Ei < Ed 36

37 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA MW MW SUB. ALCONCHEL SUB. ALVARADO Julio 2009 Inversión flujo AT > 0 < 0 MT 37

38 INFLUENCIA DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Inversión en redes La empresa distribuidora debe garantizar el suministro a los clientes, en condiciones reguladas de seguridad y fiabilidad. Tanto con PRE s conectados y generando como sin generar La generación fotovoltaica no es predecible ni gestionable. Depende de factores físicos incontrolables. La demanda al menos es predecible. Influencia con temperatura. Las redes tienen que estar diseñadas como si los PREs no existieran. BENEFICIO?? 38

39 1.- INTRODUCCIÓN 2.- RÉGIMEN ESPECIAL 3.- EL BOOM DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 4.- PAPEL DE LA EMPRESA DISTRIBUIDORA RESPECTO A LA G.D. 5.- INFLUENCIA DE LA G.D. EN LA ACTIVIDAD DE DISTRIBUCIÓN 6.- PERSPECTIVAS Y NUEVOS RETOS 39

40 PERSPECTIVA Y NUEVOS RETOS Perfiles de generación difícilmente predecibles. Flujos de energía en redes de distribución variables. Inversiones de flujo. Dispositivos de regulación. Comportamiento dinámico de las redes de distribución. Impacto en pérdidas, calidad del producto. IMPONE RETOS Para garantizar el suministro en condiciones reguladas de seguridad y fiabilidad. Con PRE s y sin PRE s. Para gestionar la demanda y la generación embebida en la red. 40

41 PERSPECTIVA FUTURA El incremento continuado de generación distribuida está garantizado por las políticas energéticas europeas y nacionales Desarrollo normativo. Consenso entre órganos reguladores y empresas distribuidoras Desarrollo tecnológico. Redes inteligentes Gestión de demanda Almacenamiento de energía Es preciso avanzar en: 41