La solución de almacenamiento de Moloka'i: el 'banco de carga dinámico' desperdiciará un poco de energía solar para permitir más

La solución es más económica que instalar baterías de almacenamiento y permitirá instalar aproximadamente 725 kW de nuevos sistemas solares en los tejados de la isla.

Maui Electric Co. está probando una solución única para la sobregeneración a partir de energía solar en los tejados y ha instalado un dispositivo en la isla de Moloka'i que le permite desperdiciar un poco de electricidad, pero a cambio, instalar más capacidad en los tejados.

En el centro de la solución se encuentra un banco de carga dinámico resistivo desarrollado con el Hawaii Natural Energy Institute (HNEI) de la Universidad de Hawaii, que ayuda a mantener la confiabilidad de la red al mantener en línea la generación diésel de la isla. Si bien la red de Moloka'i es única (baja demanda de energía y alta penetración solar), el problema del exceso de generación no lo es.

Las empresas de servicios públicos con una gran cantidad de energía renovable en sus redes pueden enfrentar desafíos para equilibrar la oferta y la demanda y, en ocasiones, pueden necesitar reducir la producción. Es una situación que normalmente intentan evitar, ya que significa menos energía libre de emisiones en la red y al mismo tiempo aumenta los costos para los generadores.

La magnitud del problema, así como las soluciones, variarán según la empresa de servicios públicos y la red.

El mayor ejemplo de sobregeneración en Estados Unidos es el Mercado de Desequilibrio Occidental de CAISO, que en el primer trimestre de este año pudo entregar 52.254 MWh de energía renovable excedente que de otro modo se habría reducido. Y CAISO dice que el mercado está creciendo y genera el doble de ahorros de energía que el año anterior.

En Texas, las empresas de servicios públicos durante años han regalado energía durante épocas de fuertes vientos y baja demanda. Arizona Public Service desarrolló una "respuesta inversa a la demanda" para equilibrar la carga del sistema con el exceso de generación renovable.

Destinar el exceso de generación al almacenamiento de energía es una solución eficaz y generalizada, pero aunque el coste de las baterías ha ido bajando, todavía no son económicas. Un informe reciente de Minnesota sugiere que construir excesivamente intencionalmente la generación solar, en lugar de comprar baterías más caras, podría tener más sentido.

El informe sobre el potencial solar del estado concluyó que la energía eólica y solar podría abastecer el 70% de la carga eléctrica de Minnesota en 2050, pero "la capacidad adicional junto con la reducción de energía es considerablemente menos costosa que el almacenamiento estacional o a largo plazo y es una alternativa viable". un futuro con altas energías renovables".

En Moloka'i, la empresa de servicios públicos no ha encontrado un uso alternativo para la posible sobreproducción y, por lo tanto, busca desperdiciar una pequeña cantidad.

"Aunque a nadie le gusta descartar el exceso de energía renovable, no es económicamente viable utilizar una batería para almacenar los pocos megavatios-hora de exceso de energía producidos al año", dijo HNEI en un informe de investigación sobre el proyecto Moloka'i. "El uso de algo económico como el banco de carga permite obtener más de un gigavatio-hora de energía renovable adicional en el sistema, al tiempo que se descartan sólo unos pocos megavatios-hora de exceso de energía".

Moloka'i tiene altos niveles de energía solar en los tejados, lo que mantiene modesta la demanda de su sistema diurno. La demanda del sistema de energía puede caer hasta 3,3 MW, y la isla tiene aproximadamente 2,3 MW de energía solar en el tejado para satisfacer la mayor parte de la demanda del sistema durante el día, según HNEI.

"Esto convierte a Moloka'i en el lugar perfecto para demostrar soluciones avanzadas para operaciones confiables de redes, en un estado con algunos de los niveles de penetración de generación solar distribuida más altos del mundo", dijo el director de HNEI, Rick Rocheleau, en un comunicado.

El problema con la red de la isla es que agregar más sistemas en los tejados podría empujar la generación diésel de la empresa por debajo de sus niveles operativos mínimos confiables durante épocas de alta producción solar. Para abordar el problema, MECO suspendió la instalación de nuevos paneles solares en tejados en la isla en 2015.

Pero ahora, con el nuevo banco de carga instalado, MECO probablemente podrá aceptar 725 kW adicionales de energía fotovoltaica en el tejado. Los funcionarios de servicios públicos dicen que el trabajo con HNEI puede ser un modelo para agregar más energía limpia para algunos servicios públicos.

"Estas asociaciones con HNEI son fundamentales a medida que continuamos trabajando juntos para integrar más energía renovable en pequeños sistemas independientes como en Moloka'i", dijo el director de operaciones de sistemas de MECO, Chris Reynolds.

El nuevo banco de carga está diseñado para complementar un sistema de almacenamiento de energía en batería de 2 MW puesto en funcionamiento en la central eléctrica Pala'au de la empresa de servicios públicos en 2016, también desarrollado en conjunto con HNEI. En general, los proyectos son parte de los esfuerzos de MECO para alcanzar energía 100% limpia en Moloka'i.