Perspectivas para Canarias de la nueva regulación sobre autoconsumo con EERR y balance neto

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1 Isle-Pact International Conference Fuerteventura, 2 nd March 2012 Perspectivas para Canarias de la nueva regulación sobre autoconsumo con EERR y balance neto Gonzalo Piernavieja Izquierdo Director División de I+D Instituto Tecnológico de Canarias (ITC)

2 Pilares del nuevo paradigma Generación Distribuida

3 EERR en Canarias Eólica: 143 MW (4.5-5 %) Fotovoltaica: 130 MW (1.5-2 %) Solar térmica: m 2 (ahorran aprox. 85 GWh/año)

4 EERR en Canarias Hay que diferenciar entre 2 tipos de EERR: GRANDES (conectadas a redes de alta tensión) -> grandes empresas PEQUEÑAS (domésticas, conectadas a redes de distribución) -> PYMES, Ciudadanos! Cuánto cuestan? Inversión todavía relativamente elevada, pero gastos corrientes casi nulos Cómo se promueven? Ahora: Primas (venta de electricidad a la red) Pronto: autoconsumo y balance neto ( net metering )

5 EERR GRANDES Por qué no es fácil desplegar masivamente las Energías Renovables ( grandes ) en las Islas Canarias y en otras regiones insulares)?

6 EERR GRANDES MAXIMIZAR PENETRACION DE EERR Barreras a la penetración de la energía eólica en las redes insulares Sistema Eléctrico Ordenación del Territorio Aspectos económicosadministrativos Estrategia para maximizar la penetración de EERR en Canarias Estudios de estabilidad de red (interconexiones) Almacenamiento energético Predicción eólica y solar

7 EERR pequeñas (domésticas, industrias) Microgeneración con fuentes renovables en redes de baja tensión

8 Instituto Tecnológico de Canarias Necesidad de nuevos modelos de desarrollo de EERR (pequeñas): Saturación de la red Cumplir con los objetivos del PER y PECAN Objetivos: Reducción de pérdidas en las redes. Reducción de emisiones. Ahorro de energía primaria. Aumento de eficiencia. :

9 GENERACIÓN DISTRIBUIDA PROBLEMA: Efectos no deseados en la calidad de la energía, en la seguridad de los equipos y las personas y en la protección del sistema eléctrico. DIFICULTAD EN LA OPERACIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, QUE SE INCREMENTA NOTABLEMENTE EN SISTEMAS AISLADOS (CANARIAS) SOLUCIÓN Gestión inteligente de la generación, almacenamiento y de la demanda Herramientas: Gestión de la demanda Modelos avanzados de predicción meteorológica Almacenamiento de la energía TIC Electrónica de Potencia

10 GENERACIÓN DISTRIBUIDA Hacia un nuevo concepto de Red: SMARTGRIDS Los elementos claves: Microrredes Redes inteligentes Interconexiones para crear una superred. En este escenario las microrredes distribuyen electricidad en función de la demanda local, a redes inteligentes equilibrando la demanda en una región, y superredes operando para transportar grandes cantidades de energía entre zonas. Los tres tipos de sistemas se complementan e interconectan entre sí.

11 Futuro Mini- y Micro- redes Red eléctrica bidireccional, Integradora de varias tecnologías de generación eléctrica y almacenamiento energético

12 ACTIVIDAD DEL ITC EN MICRORREDES Laboratorio de Generación Distribuida (DERLAB) Fotovoltaica: 27 kwp Eólica: 7,5 kw Cargas resistivas y reactivas programables Sistemas de Almacenamiento (300 kwh) Electrolizador 70 kw Pilas de combustible 6 x 5 kw Simulador de red 125 kva Equipos de medida

13 Pilares del nuevo paradigma Mini- y Micro- redes Micro-red del ITC en Pozo Izquierdo

14 LINEAS DEL ITC EN MICRORREDES PREDICCIÓN DE GENERACIÓN NO GESTIONABLE (Meteorología energética) NWP (Numerical Weather Prediction): Modelos MM5/WRF y post procesado con técnicas Inteligencia Artificial. Proyecto desarrollado con REE para la predicción de la producción energética de las plantas fotovoltaicas conectadas a los sistemas eléctricos canarios PREDICCION DE ENERGIA HORARIA ENERGIA HORARIA MEDIDA 2500 EAC (kwh) HORAS

15 La Graciosa 100% EERR Propuesta de proyecto La Graciosa: 650 habitantes Punta: 0.7 MW Demanda: 2 GWh/año Micro-Red con elevada penetración de EERR, incluyendo almacenamiento energético, desalación autónoma y flota de vehículos eléctricos En colaboración con

16 Futuro Otras EERR y otras tecnologías Energía de las olas, eólica off-shore Biomasa (RSU, biogás) Vehículos eléctricos

17 Modalidad Feed-in Tariffs / Primas (RD 1578, 661, etc.) Contadores unidireccionales Inversor Contador de producción de energía Campo Fotovoltaico Red eléctrica Consumo Contador Consumo de energía Actualidad (hasta diciembre 2011)

18 Legislación que contribuye al cambio de modelo Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia. (Instalaciones en régimen especial u ordinario cuya potencia contratada sea 100kW) Proyecto de Real Decreto por el que se establece la regulación de las condiciones administrativas, técnicas y económicas de la modalidad de suministro de energía con balance neto

19 Modalidad Autoconsumo (+ Balance Neto / net-metering ) Contador bidireccional Inversor Contador de producción de energía Contador Consumo y cesión de energía de la red Red eléctrica Consumo Sistema generador Próximamente (marzo/abril 2012?)

20 Autoconsumo en Alemania (con almacenamiento) El excedente de energía producida se acumula en un banco de baterías y la cantidad restante se vende a la empresa comercializadora. A: Panel solar B: convertidor AC/DC C: Convertidor DC/AC D: S-Box (switch) E: Contador bidireccional F: Contador de producción FV H: Baterías K: Red eléctrica L: Consumo 230V AC

21 Esquema del procedimiento administrativo (RD 1699/2011)

22 Características del Balance Neto Mecanismo de compensación de saldos de energía eléctrica El sistema eléctrico se utiliza como acumulador de los excedentes de producción puntual, que generan derechos de consumo diferido. No hay venta de electricidad sino consumo diferido. El consumidor paga coste del peaje de acceso y un coste del servicio de balance neto

23 Esquema de operación del Balance Neto Cuando el titular de la instalación no pueda consumir esa energía eléctrica que él está produciendo, podrá cederla a la empresa comercializadora sin ningún tipo de contraprestación económica Posteriormente, esa cesión generará unos derechos de consumo diferidos los cuales podrán ser utilizados durante los 12 meses siguientes. Durante ese plazo de vigencia de los derechos, la energía adquirida por el consumidor se compensará con esos derechos de consumo diferidos, siempre en el mismo periodo tarifario en el que se hayan generado. Por la energía compensada el consumidor pagará exclusivamente el coste del peaje de acceso y un coste del servicio de balance neto. El excedente de energía producido (consumo diferido) y no consumido en el periodo de 12 meses, se cancelaría sin ninguna contraprestación económica.

24 Esquema de operación del Balance Neto CESIÓN DE EXCEDENTES A LA COMERCIALIZADORA Vende energía MERCADO ELÉCTRICO Paga peaje y energía OTRO CONSUMIDOR DISTRIBUIDORA Paga peaje COMERCIALIZADORA Cede energía CONSUMIDOR CON BN DEVOLUCIÓN EXCEDENTES AL CONSUMIDOR Paga cuota BN DISTRIBUIDORA Paga peaje BN COMERCIALIZADORA CONSUMIDOR CON BN Cede energía Paga energía MERCADO ELÉCTRICO Vende energía

25 Análisis de viabilidad: Modalidad de Balance Neto Plataforma iacceda ( Herramienta informática del ITC

26 Escenarios Balance Neto (Análisis de viabilidad (consumo doméstico) en modalidad de Balance Neto) Tecnología: fotovoltaica Las Palmas GC (4,6 kwh/m2 día) Coste de una instalación FV : (kw) Capital ( ) Reemplazamiento ( ) O&M ( /año) 1 3,600 2, Net-metering : anual Precio de la energía comprada a la comercializadora: TUR (actualmente 14,5 c /kwh) Vida útil de la instalación: 30 años Tasa de interés: 6% Coste peaje : no se tiene en cuenta en el estudio Maspalomas (5,2 kwh/m2 día)

27 Gestión del consumo doméstico (balance neto) Consumo medio: 10 kwh/día Potencia pico de consumo: 1 3 kw Excedente de energía FV Curva Producción FV Curva Consumo horario de una vivienda Energía comprada a la comercializadora Energía comprada a la comercializadora Consumo cubierto con energía FV

28 Escenario 1: Modalidad de balance neto en una vivienda en Maspalomas Dimensión óptima de la instalación FV : 2,5 kwp Contrato de red: 5 kw Datos de producción: Mes Energía autoconsumida Energía consumida desde la red Energía solar vertida a la red Balance mensual (Ea) (Ec) (Ev) (Ec-Ev) (kwh) (kwh) (kwh) (kwh) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual ,177 2, Consumo diferido no utilizado Production Fraction Component (kwh/yr) PV array 3,720 63% Grid purchases 2,177 37% Total 5, %

29 Escenario 2: Modalidad de balance neto de una vivienda en Las Palmas de GC Dimensión óptima de la instalación FV : 2,7 kwp Contrato de red: 5 kw Datos de producción: Mes Energía autoconsumida Energía consumida desde la red Energía solar vertida a la red Balance mensual (Ea) (Ec) (Ev) (Ec-Ev) (kwh) (kwh) (kwh) (kwh) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Componentes Producción Fracción (kwh/yr) Instalación FV 3,656 62% La red eléctrica 2,202 38% Total 5, % Nov Dec Annual ,202 2, Energía a pagar a la comercializadora

30 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 1:Maspalomas y Escenario 2: Las Palmas) Análisis de sensibilidad (TUR- Coste planta FV) Maspalomas Las Palmas Coste real de la energía en Canarias /kwp /kwp /kwp /kwp

31 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 1:Maspalomas y Escenario 2: Las Palmas) Análisis de sensibilidad (LCOE- Coste FV) TUR=0,145 /kwh Maspalomas Las Palmas

32 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 1:Maspalomas y Escenario 2: Las Palmas) Análisis de sensibilidad (LCOE- Coste FV)) TUR=0,200 /kwh Maspalomas Las Palmas

33 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 1:Maspalomas y Escenario 2: Las Palmas) Análisis de sensibilidad (LCOE- Costes FV) TUR=0,250 /kwh Maspalomas Las Palmas

34 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 1:Maspalomas y Escenario 2: Las Palmas)

35 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto: MINI-EÓLICA (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Tecnología: eólica Coste del kilovatio eólico: (kw) Capital ( ) Remplazami ento ( ) O&M ( /año) 1 5,000 2, Recurso eólico: Curva del aerogenerador: Pozo Izquierdo (7,63 m/s)

36 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Potencia del aerogenerador AC: 1 kw Contrato de red: 5 kw Datos de producción: Mes Energía autoconsumida Energía consumida desde la red Energía eólica vertida a la red Balance mensual (Ea) (Ec) (Ev) (Ec-Ev) (kwh) (kwh) (kwh) (kwh) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual ,847 1, Production Fraction Component (kwh/yr) Wind turbine 3,282 64% Grid purchases 1,847 36% Total 5, % Energía a pagar a la comercializadora

37 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Análisis de sensibilidad (TUR-Coste aerogenerador) Coste real de la energía en Canarias 1000 /kw /kw

38 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Análisis de sensibilidad (LCOE- Coste instalación eólica) TUR=0,145 /kwh

39 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Análisis de sensibilidad (LCOE- Coste instalación eólica) TUR=0,200 /kwh

40 Análisis de viabilidad en modalidad de balance neto (Escenario 3: Pozo Izquierdo) Análisis de sensibilidad (LCOE- Coste instalación eólica) TUR=0,250 /kwh

41 Conclusiones EERR grandes: - Incertidumbre; nuevo marco regulatorio? - Necesidad de interconexiones y almacenamiento (bombeos reversibles, baterías) para incrementar penetración en redes EERR pequeñas (domésticas/industrias; autoconsumo): - Se espera desarrollo acelerado en el corto/medio plazo (antes en Canarias que en el resto de España) - El ritmo lo impondrán: - el incremento del precio de la electricidad - la reducción de los costes de las tecnologías renovables Las Islas Canarias siguen siendo un lugar atractivo para desarrollar y ensayar, en condiciones reales, nuevas tecnologías energéticas (elevada penetración EERR, sistemas de almacenamiento, micro- y mini-redes con elevada penetración de EERR, etc. (central hidro-eólica de El Hierro, bombeos reversibles, baterías y otros sistemas de acumulación, microrred en La Graciosa, etc). El conocimiento se puede exportar a otras regiones insulares, a zonas aisladas en países en desarrollo y a áreas continentales

42 MUCHAS GRACIAS! Gonzalo Piernavieja

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