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DNV GL © 30 April 2020 SAFER, SMARTER, GREENERDNV GL ©

Carlos Albero, Miguel Sierra

30 abril 2020

ENERGY

Almacenamiento, una herramienta para la integración de la energía eólica

1

Webinar Asociación Empresarial Eolica

DNV GL © 30 April 20202

Agenda

Introducción01

Tecnologías de almacenamiento02

Ejemplos de eólica y almacenamiento03

Factores que afectan a la degradación de baterías04

Financiación de proyectos de almacenamiento05


Introducción

3


DNV GL en Iberia y Latinoamérica

4

Madeira / Dos Acores, islas Canarias

MEXICO

PERU

CHILEBRASIL

ARGENTINA

PORTUGAL

ESPAÑA

230Expertos en Eólica, Solar, Almacenamiento, Mediciones, T&D, Smart Grids, Mercados, Operaciones y Gestión de la Energía

11Oficinas en 7 países

Ciudades: Barcelona, Madrid, Lisboa, Zaragoza, Porto Alegre, Rio do Janeiro, Fortaleza, Buenos Aires, Santiago de Chile, Queretaro y México DF

20 añosLlevamos más de 20 años trabajando en Iberia y Latinoamérica


> 50 Expertos

1stDNV GL publicó el primer Scorecard de rendimiento de baterías anual de la industria en 2018, y en la edición de 2019, proporcionando una clasificación y evaluación independiente de los suministradores de baterías

1 GW+Las pruebas de rendimiento de las baterías en laboratorios de DNV GL dan cuenta de más de 1 GW de baterias desplegados a nivel mundial

5mMás de 5 millones de horas de pruebas de baterías de almacenamiento de energía han sido registradas en nuestro Centro de Pruebas y Comercialización NY-BEST desde su apertura en 2014.

1/31/3 de proyectos exitosos de almacenamiento de baterías en la subasta de Respuesta de Frecuencia Mejorada del Reino Unido 2016 fueron asesorados por DNV GL

2019Introducción comercial de la solución de supervisión y operaciones de activos de almacenamiento de energía como parte del software GPM Horizon para activos solares y eólicos

En los mercados mas destacados de almacenamiento como US, UK y Australia

ALMACENAMIENTO


La transición energética requerirá inversiones en nuevas tecnologías, aflorando retos y riesgos para nuevos actores

2030s

Primary energy demand will

start decreasing in 2030s

44%

Primary energy demand will

split by 2050 (56% fossil

and 44% non-fossil)

Electric vehicles

Electrification of transport

sector


Almacenamiento PNIEC 2030

7

Bombeo

Agregadores

Baterías

Vehículos eléctricos

(V2G)

Termosolar


Tecnologías de almacenamiento

8



9

Fuente: Fluence



10

▪ X es hidrógeno, metano, metanol,

combustibles sintéticos…

▪ Sectores difíciles de descarbonizar:

fertilizantes, acero, transporte

pesado…

▪ Hidrógeno verde (vs. gris, azul)

▪ Capacidad mundial 160 GW

▪ España 6 GW, +3,5 GW en 2030

▪ Foco en operación flexible

Hidrógeno (Power-to-X)

Bombeo

▪ Dos instalaciones (290 MW

Alemania, 110 MW EEUU)

▪ Almacenamiento subterráneo a

40-70 bar

▪ Adiabático: recuperación del calor

Aire comprimido

▪ Sales fundidas

▪ Calor sensible en rocas

▪ Aire líquido

Térmico

Gorona del Viento

Cortes La Muela

Liquid Wind

Yara

Huntorf

McIntosh


Hidrógeno

11

Link LinkLink

https://www.dnvgl.com/publications/hydrogen-in-the-electricity-value-chain-141099

https://www.dnvgl.com/publications/the-promise-of-seasonal-storage-168761

https://www.dnvgl.com/oilgas/download/hydrogen-as-an-energy-carrier.html


Baterías de ion litio

▪ Avance sustancial con respecto a otras tecnologías de

baterías (metal más ligero, mayor voltaje)

▪ Varias químicas: NMC, LFP, LTO…

▪ Innovación: electrolito estado sólido, ánodos con silicio

12

Fuente: RockyMountain Institute

Fuente: IEEE Spectrum

▪ Modularidad

▪ Rendimiento

▪ Rápidez de respuesta

Ventajas Inconvenientes

▪ Coste

▪ Degradación

▪ Medidas de seguridad


Baterías de ion litio

13


Ejemplos de eólica y almacenamiento

14


Hornsdale Power Reserve, Australia

▪ Neoen, parque eólico 300 MW

▪ Tesla Powerpack 100 MW, 129 MWh

▪ Operación Dic. 2017

▪ Servicios:

– Regulación frecuencia

– Reserva de frecuencia

– Prevención de black out

– Arbitraje

▪ CAPEX 87 M€

▪ Ampliación 50 MW, 64,5 MWh en 2020

15

Fuente: ARENA


Texas Waves, Estados Unidos

▪ E.ON, ahora RWE

▪ Dos sistemas de 10 MW, 5 MWh cada uno:

– Parque eólico Pyron, 249 MW

– Parque eólico Inadale, 197 MW

▪ Operación Ene. 18

▪ Servicios:

– Servicios auxiliares en ERCOT

16

Fuente: Wartsila

Ingeniería independiente


Jardelund, Alemania

▪ Eneco y Mitsubishi Corporation

▪ Parque eólicos cercanos

▪ NEC 48 MW, 50 MWh

▪ Operación 2018

▪ Servicios:

– Regulación de frecuencia

– Calidad de potencia

– Arbitraje

17

Fuente: EnecoGroup andMitsubishi Corporation

Pliego de condiciones,Revisión de ofertas


Acciona Barásoain, España

▪ Barásoain, Navarra

▪ Turbina 3 MW

▪ Dos unidades de almacenamiento:

– Potencia 1 MW, 20 min

– Energía, 700 kW, 1 hora

▪ Operación Mayo 2017

▪ Prototipo

18

Fuente: Acciona

Certificado de prototipo


Factores que afectan a la degradación de baterías

19


Ejemplo Eólica, Solar y Almacenamiento

▪ Kennedy Energy Park, Australia, joint venture

Windlab y Eurus Energy

▪ 43 MW eólica, 15 MW solar

▪ Conexión limitada a 50 MW

▪ Estimación pérdidas energía 2%

20

Inputs

Modelo

Sistema

Híbrido

Perfil

generación

y despacho

Modelo

Financiero

LCOE,

VAN,

TIR


Definiciones

21

C-rate

SoC

DoD

Throughput

1C, 2C, 0,5 C…

State of Charge (0-100%)

Depth of Discharge (0-100%)

Energía descargada (MWh)

Capacidad descargada (Ah)

Capacidad I x t (Ah)

EMS

BoL

EoL

Energy Management System

Beginning of Life

End of Life

BMS Battery Management System

SoH State of Health (0-100%)


Factores que afectan a la degradación de baterías

22

SOC medio

Factor

Ventana SOC

C-rate

Temperatura

Impacto en el diseño

Estrategia de carga y

descarga

Adecuación del BMS y EMS

Dimensionado

Sistema de refrigeración


DNV GL Ensayo de Sistemas de Almacenamiento

23

▪ Battery and Energy Storage Technology Test &

Commercialization Center

▪ Ubicado en Rochester, Nueva York

▪ Inaugurado en 2014

▪ Colaboración público-privada con New York Battery and Energy

Storage Technology (NY-BEST™) Consortium

2019 Battery Performance Scorecard

Fuente: NY-BEST

https://www.dnvgl.com/publications/2019-battery-performance-scorecard-160620


DNV GL 2019 Battery Performance Scorecard

24


BatteryXT – Simulación de degradación de baterías

25

• BatteryXT es una herramienta de software que utiliza datos de ensayos de baterías para predecir su degradación en diferentes condiciones y ciclos de trabajo

• Proporciona a los usuarios finales la posibilidad de estimar la vida útil de una batería para su aplicación

• Facilita a los fabricantes de baterías ensayos independientes según un protocolo estándar

• DNV GL utiliza más de 5 millones de horas de ensayo en sus laboratorios para generar los modelos de BatteryXT


ES-Grid – Operación en mercados merchant

▪ Simulación de operación de sistemas de

almacenamiento en mercados (mayorista,

servicios complementarios)

▪ Stand-alone, Co-located, AC coupled, DC

coupled

26


Ejemplo Eólica, Solar y Almacenamiento

▪ Kennedy Energy Park, Australia, joint venture

Windlab y Eurus Energy

▪ 43 MW eólica, 15 MW solar

▪ Conexión limitada a 50 MW

▪ Estimación pérdidas energía 2%

27

Inputs

Modelo

Sistema

Híbrido

Perfil

generación

y despacho

Modelo

Financiero

LCOE,

VAN,

TIR

Almacenamiento para arbitraje y serviciosauxiliares 2MW, 4 MWh


Financiación de proyectos de almacenamiento

28


Sistemas ideales para el uso de almacenamiento

▪ High renewables

▪ Weak grid

▪ Peaking diesel generators

▪ Network upgrade

▪ Maximising cheap grid connections

29

Alta penetración de

renovables

Redes débiles o

necesitadas de refuerzo

Necesidades de flexibilidad

sistémicas para alinear

demanda y suministro

Sistemas aislados

Uso de generadores HFO

para demanda pico

Impulsar la eficiencia entre Renovables y ciclos

combinados

Políticas y regulación


Aplicaciones de almacenamiento

30

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20

Outp

ut

(MW

)

Time (hours)

Energy shifting

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20Pow

er

outp

ut

(MW

)

Time (hours)

Peak Shaving

49,8

49,85

49,9

49,95

50

50,05

50,1

50,15

50,2

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,5 1Fre

quency

Sta

te o

f Charg

e

Time

Frequency response

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Pow

er

Time

Smoothing

Battery power

Raw solar

Smoothed output

Energy Shifting Peak Shifting

Power Firming (Smoothing)Frequency Response

▪ With Storage ▪ Without storage ▪ With Storage ▪ Without storage


Ingresos o potenciales ahorros que proporciona el almacenamiento

31

Gestión de restricciones con el TSO o

DNO

Ingresos por pagos por

disponibilidad (reducción de demanda,

arbitraje, mitigación de picos)

Reducción de la demanda de red,

cobertura del riesgo de

desequilibrio, energía de reserva,

mitigación de blackouts

Offtaker

Ingresos por el pago de energía

PPA

Potenciales vías de

ingresos

Servicios auxiliares

(Control de frecuencia, Reservas)

Trading en los mercados de corto

plazo

PPA?¿Acuerdos de

suministro?¿Entregas

comprometidas por subastas?

Control de las rampas de consumo o

de demanda

Desplazamiento de energía


SAFER, SMARTER, GREENER

www.dnvgl.com

The trademarks DNV GL®, DNV®, the Horizon Graphic and Det Norske Veritas®

are the properties of companies in the Det Norske Veritas group. All rights reserved.

A trusted voice to tackle global transformations

32

Miguel Sierra y Carlos Albero

[email protected] [email protected]

mailto:[email protected]

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