En nuestro último artículo sobre la co-ubicación de sistemas de almacenamiento de energía en baterías, analizamos cómo las restricciones impuestas en el sitio afectan los ingresos de las baterías co-ubicadas. Como resultado, las estrategias de optimización para baterías co-ubicadas serán diferentes a las de los sistemas independientes.

Si te lo perdiste, puedes encontrar el artículo anterior sobre co-ubicación aquí. Este artículo presenta el acoplamiento en AC y DC, y cómo la co-ubicación puede generar restricciones en la operación del almacenamiento de energía en baterías.

¡Alerta de spoiler!

• Co-ubicar almacenamiento de energía en baterías detrás de la misma conexión a red que la solar limitará la capacidad de ambos activos para exportar al mismo tiempo.
• Los ingresos por trading mayorista se ven poco afectados por la co-ubicación con una planta solar. Esto se debe a que las horas pico para vender electricidad suelen coincidir con momentos en que la solar no está generando.
• La capacidad de ofrecer servicios de respuesta de frecuencia se ve significativamente afectada al co-ubicar con solar.
• El impacto en los ingresos disminuye cuando el tamaño de la batería se reduce en comparación con la solar y la conexión.

¿Restricciones? ¿Qué restricciones?

Co-ubicar almacenamiento de energía en baterías detrás de la misma conexión a red que la generación puede limitar cómo se utiliza la batería. Esto se debe a que la conexión de exportación compartida restringe la capacidad de ambos activos para exportar a plena capacidad. Lo más común es que la batería adapte su operación en función de la generación y absorba el impacto total de esta restricción.

Utilizaremos el ejemplo presentado en el artículo anterior para ilustrar cómo estas restricciones afectan a la batería. Este sitio está acoplado en AC, con una conexión de exportación de 50MW, batería de 50MW y planta solar de 50MWp (sobredimensionada a 70MWp en el lado DC).

La Figura 1 ilustra cómo, a medida que la producción de la planta solar aumenta hasta 50MW al mediodía, el margen disponible para que la batería descargue cae a cero.

El factor de carga anual promedio de la planta solar en el ejemplo es del 14%. Esto deja a la batería con el 86% de la capacidad total de exportación del sitio a lo largo del año.

Sin embargo, el almacenamiento de energía en baterías no produce su valor de manera uniforme durante todo el año y el día. Entonces, ¿cómo afecta esta menor disponibilidad de exportación a los ingresos de la batería?

Impacto de la co-ubicación en el trading mayorista

La planta solar reduce la capacidad de exportación de la batería en un 14% en promedio. Sin embargo, al hacer trading, el momento más importante a considerar es cuando los precios son más altos. Es común vender energía de la batería solo una o dos veces al día.

La Figura 2 a continuación muestra el perfil de generación solar para días de verano e invierno de ejemplo. Se resaltan los periodos de precios máximos tanto en la mañana como en la tarde.

• La planta solar solo genera cerca de su máxima potencia durante el mediodía.
• El perfil de generación solar es mucho más amplio en verano que en invierno.
• Las horas pico varían durante el año. En invierno, el pico matutino es más tarde y el vespertino más temprano que en verano.
• La producción de la planta solar cae casi a cero durante el pico de la tarde. La batería tiene un 95% de disponibilidad anual para descargar en esta ventana.
• La planta solar genera más durante el pico de la mañana. La batería tiene un 80% de disponibilidad anual para descargar en esta ventana.

Los ingresos por trading apenas se ven afectados por la co-ubicación

Una batería que sigue una estrategia de trading de un ciclo (cargando y descargando una vez al día) tendrá un 95% de disponibilidad para descargar en las horas pico. Sin embargo, el impacto en los ingresos es menor por dos razones:

En primer lugar, la batería puede vender la energía no utilizada en otro momento. Por ejemplo, aunque solo pueda descargar el 80% de su energía en la ventana más valiosa de las 17:00, puede descargar el 20% restante a las 18:00, capturando aún un precio alto.

En segundo lugar, los precios mayoristas no se distribuyen de manera uniforme durante el año. De hecho, las oportunidades de mayor valor se concentran significativamente en los meses de invierno, cuando la producción solar suele ser baja o nula.

La Figura 3 muestra cómo estos factores combinados reducen el impacto en los ingresos por trading hasta un 3%.

• Una batería que sigue una estrategia de trading de un ciclo debería lograr el 97% de los ingresos disponibles para un sistema independiente.
• Para una estrategia de dos ciclos, esto baja al 93% debido a la menor disponibilidad en la mañana.

Impacto de la co-ubicación en la respuesta de frecuencia

Para la otra gran fuente de ingresos disponible para el almacenamiento de energía en baterías, la situación es menos positiva. La duración de los contratos para los servicios FFR antiguos y el nuevo conjunto dinámico de servicios de respuesta crea algunas barreras para los sitios co-ubicados.

Estos servicios de frecuencia se ofertan en ventanas de bloques EFA (si eres nuevo en los bloques EFA, consulta nuestro vídeo de Energy Academy aquí). Para prestar el servicio, la batería debe ajustarse a la máxima generación esperada de la planta solar durante todo el bloque EFA. Para FFR, estas ofertas son fijas por mes, eliminando la posibilidad de hacer ajustes diarios según la producción solar esperada.

La Figura 4 muestra cómo la oferta para Dynamic Containment Low tendría que ajustarse para cada bloque EFA en función de la producción solar.

• A lo largo del año, la disponibilidad para contratar Dynamic Containment Low cae al 78%.
• La disponibilidad es significativamente peor en los bloques diurnos, especialmente los bloques EFA 3, 4 y 5. La disponibilidad es solo del 60% en estos bloques durante el año.
• En 2022, los precios más altos para Dynamic Containment Low se observaron en estos 3 bloques, junto con el bloque 6.

Los ingresos por respuesta de frecuencia se ven fuertemente afectados por la co-ubicación

Además del impacto de la contratación por bloques EFA, una mejor evaluación del impacto de la restricción en los ingresos se obtiene ponderando la disponibilidad según los momentos de precios más altos de Dynamic Containment Low. La Figura 5 muestra cómo los factores analizados combinados pueden reducir los ingresos de Dynamic Containment Low hasta en un 25% para un sistema co-ubicado.

• Un activo de batería co-ubicado solo podría lograr el 75% del valor de un activo sin restricciones en Dynamic Containment Low.
• En FFR esto baja al 54%, ya que los contratos mensuales prácticamente eliminan la posibilidad de participar en horas diurnas.

La situación podría mejorar en el futuro a medida que se actualicen los mercados para estos nuevos servicios dinámicos de frecuencia. Eventualmente, podrían existir mercados intradiarios que cubran cada periodo de media hora. Esto permitiría a los operadores de baterías co-ubicadas ser mucho más flexibles en la contratación de estos servicios y minimizar el impacto en los ingresos.

Solar versus almacenamiento: Una proporción clave

Las secciones anteriores cubren el escenario de un sistema de almacenamiento de energía en baterías co-ubicado con un tamaño igual al de la solar y la conexión de exportación. Cambiar la proporción de estos tres elementos modificará cómo se restringe el sistema.

La Figura 6 muestra cómo cambiar el tamaño de la batería en relación a la capacidad solar (suponiendo que la solar y la exportación permanecen iguales) afecta el impacto de estas restricciones en los ingresos de la batería.

• Con una batería de la mitad del tamaño de la solar y la conexión de exportación, el impacto de las restricciones en todos los flujos de ingresos se minimiza.
• Un sistema de baterías que sigue una estrategia de trading de un ciclo ve desaparecer el impacto de las restricciones en los ingresos cuando su tamaño es el 75% de la planta solar.

Esto no significa necesariamente que reducir el tamaño de la batería sea la mejor opción, ya que una batería mayor seguiría generando más ingresos absolutos. La decisión final deberá considerar el caso de negocio completo para el activo de almacenamiento, incluyendo cómo las economías de escala afectan los costes del sistema.

Puntos clave

• La co-ubicación de solar y almacenamiento detrás de la misma conexión de exportación introduce una restricción en la capacidad de ambos activos para exportar simultáneamente.
• El almacenamiento en baterías es el activo más flexible y probablemente absorberá el impacto total de estas restricciones.
• Los ingresos por trading mayorista se ven mínimamente afectados, ya que los momentos más valiosos para vender energía ocurren fuera de las horas pico solares.
• Una batería co-ubicada que realiza una estrategia de trading de un ciclo podría ver una reducción de ingresos de solo el 3%. Esto aumenta al 7% para una estrategia de dos ciclos.
• Los ingresos por respuesta de frecuencia se ven mucho más afectados, debido a la duración de los contratos de estos servicios.
• Una batería co-ubicada que realiza Dynamic Containment Low vería sus ingresos caer un 25% respecto a un activo independiente.
• Reducir la potencia del almacenamiento en baterías en relación a la solar y la conexión de exportación reduce estos impactos. Una batería co-ubicada de la mitad del tamaño de la solar vería un impacto mínimo en los ingresos.