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Según el Balance Energético Nacional (BEN) de 2019, las plantas hidroeléctricas corresponden al 64% de la capacidad instalada para generación de energía eléctrica. Este monto demuestra el gran peso que esta fuente posee dentro de la matriz eléctrica nacional.
La política de precios de energía solar, regulación y gestión de nuestra matriz tiene como base la gestión del recurso hidroeléctrico. A pesar de estar bien dimensionadas, las plantas hidroeléctricas no siempre operan a su máxima capacidad, dejando de aprovechar parcial o completamente la estructura disponible. Esto puede ocurrir debido a la sobredimensión para futuras ampliaciones, operación con mayor margen de seguridad o por la estacionalidad del comportamiento de los ríos.
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La Agencia Nacional de Aguas (ANA) prevé una mayor imprevisibilidad de los ríos debido a los impactos de los cambios climáticos recientes, lo que hace que la operación de las plantas sea aún más inestable dada la necesidad de revisión de los permisos de uso del agua. Esta imprevisibilidad puede afectar la garantía física de las plantas, siendo esta garantía la cantidad de energía que una planta puede suministrar dada un criterio predefinido. La garantía física sirve de base para el cálculo y gestión de la oferta de energía interna del país, lo que puede causar inestabilidad y ociosidad del sistema.
Factor de Capacidad (FC)
Una manera de medir la ociosidad de un sistema (ya sea de generación, distribución o transmisión) es a través de su Factor de Capacidad (FC). Este índice se calcula como la relación entre la energía generada efectivamente por el potencial de generación dado por la potencia instalada de una planta (o en el caso de una línea de transmisión o distribución, la relación se define como la energía transportada de la línea por la energía posible de ser transportada en relación a su capacidad).
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En la figura al lado, es posible verificar la evolución del FC del parque hidroeléctrico nacional, extraída del libro Energía Renovable de Tolmasquim. Donde el rango de FC opera entre el 50 y el 60%, con una caída por debajo del 50% entre los años 2010 y 2014.
Una solución para este problema es propuesta por la Empresa de Investigación Energética (EPE) en la nota técnica: “Plantas Híbridas: un análisis cualitativo de temas regulatorios y comerciales relevantes para la planificación”. En esta nota se describe que las plantas híbridas y de generación asociada aumentan el uso de la capacidad de los sistemas de distribución y transmisión, optimizando el uso del área de la planta y aprovechando la complementariedad entre fuentes energéticas, trayendo beneficios a la red.
La adición de otras fuentes de generación de energía en plantas hidroeléctricas ayuda a la generación hidráulica en períodos de menor flujo de agua y permite el mantenimiento del reservorio para mejor atención del pico de demanda.
Además, es importante destacar que la adopción del hibridismo, o la hibridización de las fuentes, llevará a un “aumento en el factor de capacidad” en el punto de conexión, lo que se traducirá en un aumento en el porcentaje de generación de las plantas y también un mayor aprovechamiento de las infraestructuras eléctricas disponibles, como subestaciones y líneas de transmisión y distribución.
¿Pero qué son las plantas híbridas?
¿Cómo se caracteriza su topología? Barbosa (2006) define las plantas híbridas como aquellas que utilizan más de una fuente primaria de generación de energía eléctrica, caracterizándose por la capacidad de una fuente para suplir la falta temporal de otra, disminuyendo interrupciones y teniendo su optimización de recursos energéticos y financieros como objetivos principales.
La EPE en su nota técnica presenta 4 modelos posibles de plantas híbridas, como se muestra a continuación.
Plantas Adyacentes
Son básicamente aquellas construidas en localidades cercanas entre sí, pudiendo utilizar el mismo terreno y compartir instalaciones de interés restringido, siendo estas subestaciones o líneas de transmisión.
A pesar de esta compartición, desde la visión del SIN, por requerir potencia instalada nominal compatible con su respectiva instalación y por no compartir los equipos de generación, no se consideran propiamente plantas híbridas
Plantas Asociadas
Dos o más plantas de fuentes energéticas distintas (hidroeléctrica y solar, por ejemplo), con características de producción complementaria y que, además de su proximidad, comparten físicamente y contractualmente la infraestructura de conexión de acceso a la red básica o red de distribución.
Plantas Híbridas (strictu sensu)
Definidas como aquellas que combinan sus recursos energéticos distintos aún en medio de la producción de energía eléctrica. Un ejemplo de esta modalidad son las plantas heliotérmicas con quema de biomasa, de manera que el vapor producido por la quema de ambas fuentes (solar + biomasa) es aprovechado en la misma turbina.
Portafolios Comerciales
A diferencia de los otros arreglos anteriores, las plantas de portafolios no necesariamente poseen proximidad física o compartición de equipos, pero se mantiene la necesidad de adoptar diferentes tipos de generación.
El arreglo se caracteriza por poseer contratos comerciales compartidos con el objetivo de reducir exposiciones de compra de energía a precio de corto plazo, sobre todo en contratos de compra por cantidad.
Cabe resaltar que este tipo de categoría no impacta la contratación del sistema de distribución o de transmisión, referentes a la Tarifa de Uso del Sistema de Distribución (TUSD) y Tarifa de Uso del Sistema de Transmisión (TUST).
La energía solar como opción para hibridización
La utilización de la hibridización con energía solar + hidroeléctrica ha sido estudiada y probada durante algún tiempo. Sus resultados, principalmente los dirigidos al impacto económico y ambiental, han demostrado ser prometedores.
La utilización de la energía solar fotovoltaica en hidroeléctricas puede hacerse en espacios terrestres cercanos a la planta, pero su uso más emblemático es sobre el lago del reservorio de las plantas.
Las estructuras utilizadas en este tipo de aplicación son flotadores de polietileno de alta densidad, siendo en algunas aplicaciones brasileñas fabricadas a partir de una resina producida por Braskem. Un caso de estudio de gran éxito en Brasil fue (y está siendo) la planta solar flotante de Sobradinho, que está siendo construida sobre el lago de la UHE Sobradinho administrada por la Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf).
La planta hidroeléctrica en cuestión ya posee 1,050 MW de potencia instalada provenientes de sus 6 unidades generadoras de 175 MW cada una. La planta solar construida sobre su lago actualmente posee 1 MWp con una ampliación prevista de más 1.5 MWp, totalizando una obra de 2.5 MWp y una inversión total del orden de R$ 55 millones.
En primer momento, el valor de R$ 55 millones asusta a un posible inversor (algo en torno a 22 R$/Wp), lo que trae inseguridad en el tema de viabilidad. Sin embargo, cabe resaltar que el valor de la inversión contempla una serie de otras iniciativas de I+D, como estudios de factores como la radiación solar incidente en el lugar; producción y transporte de energía; instalación y fijación en el fondo de los reservorios; la complementariedad (léase hibridización) de la energía generada; y el escoamiento de la energía.
Créditos: Weliton da Maia – Técnico de Asistencia Externa en L8 Energy | Estudiante de Ingeniería Energética en la Universidad Positivo | Técnico Electrónico por Sociesc
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