Ingeniero Civil Eléctrico / La energía eólica permite a los países diversificar su matriz energética utilizando un recurso
natural y disponible localmente, lo cual contribuye a su independencia de los mercados internacionales
de combustibles fósiles. En Chile, actualmente existe potencial para la instalación
de 40.000 MW en turbinas eólicas. La baja huella de carbono asociada a esta tecnología ha
promovido su integración al Sistema Eléctrico Nacional.
Debido a la naturaleza estocástica del viento, la energía eléctrica generada con fuentes
eólicas se comporta de forma variable e intermitente. Estas variaciones se producen a escala
diaria e incluso intra-horaria y suponen un problema para el operador del sistema eléctrico, lo
cual convierte a este fenómeno en una de las barreras que deben ser sorteadas para favorecer
su incorporación a cualquier sistema eléctrico de potencia.
En el presente documento, se propone la diversificación geográfica como mecanismo de
mitigación de la variabilidad intra-diaria de la producción conjunta de electricidad de un
grupo de parques eólicos, utilizando la desviación estándar de la curva diaria de generación
eléctrica como métrica de la variabilidad de las fuentes eólicas. Para esto se utilizó un modelo
de optimización adaptado del modelo de Selección de Carteras de Markowitz, que permite
hallar la forma óptima de repartir la potencia nominal instalada sobre un conjunto de perfiles
geográficos de generación eléctrica, de manera de cumplir con un nivel dado de potencia
media generada y minimizar la variabilidad. A partir de la curva de Markowitz, se eligen
tres configuraciones diferentes que representan tres planes de expansión de generación eólica
al año 2025, estos planes de expansión se comparan con el plan de expansión del caso base
obtenido de un estudio previo.
La primera configuración, presenta el menor promedio de desviación estándar intra-diaria,
y un factor de planta 7.6% menor que el caso base. Se obtuvo una reducción del promedio de
variabilidad anual del 36.5 %. La segunda configuración, presenta un promedio de desviación
estándar intra-diaria menor que el caso base, con igual factor de planta que éste. En este
caso se reduce la variabilidad intra-diaria en un 32.4 %, y la energía generada por fuentes
eólicas mantiene su nivel. Finalmente, se estudió una tercera configuración, en la cual se logra
producir un 7.6% más de energía, con una variabilidad prácticamente igual que el caso base.
La energía generada por los proyectos considerados en estos planes de expansión permite, en
promedio, evitar la emisión de 9.4 millones de toneladas de CO2 que resultarían de generar
dicha energía con unidades termoeléctricas a carbón. En general, los tres escenarios reducen
la razón entre variabilidad intra-diaria y potencia media.
Finalmente estos planes se evaluaron utilizando el modelo de Programación de Corto
Plazo (PCP) que utiliza actualmente el CDEC-SIC, para analizar, mediante los resultados
del predespacho, el impacto que éstas configuraciones tienen sobre el desempeño del sistema.
Los resultados indican que los casos 2 y 3 requieren de una menor cantidad de energía
generada por fuentes térmicas para mantener el balance, con respecto al caso base, con lo
cual se logra una reducción del 0.4% y del 3.4% -respectivamente- en las emisiones de CO2
del parque térmico. Mientras que para el primer caso, debido al menor factor de planta total,
la generación térmica aumenta en un 0.9% con respecto al caso base, lo que implica un 0.8%
más de emisiones de CO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/146763 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Sierra Baeza, Erick Manuel |
| Contributors | Benavides Farías, Carlos, Torres Ávila, Rigoberto, Falvey, Mark |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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