Bajando costes en Mini-grids híbridos para electrificación rural (2ª PARTE)

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¿Por qué un sistema de generación híbrido?

Un sistema híbrido combina al menos dos tipos diferentes de tecnologías para la generación de electricidad a varios consumidores a través de una red independiente. Así, a la red se suministra mediante un mix de energías renovables y un generador, generalmente suministrado con diesel, usado como apoyo. es una tecnología madura y efectiva en costes que proporciona electricidad fiable para iluminación, comunicaciones, suministro de agua, energía motriz, entre otros servicios. Un sistema de energía híbrido funciona como una entidad autónoma que puede proporcionar casi la misma calidad y servicios que la red nacional. Sin embargo, con la disposición apropiada, es tecnológicamente posible conectar una mini-grid a la red nacional.  En países donde la red nacional proporciona a los usuarios solamente unas pocas horas de electricidad al día y a menudo sufren apagones, las comunidades rurales servidas por una mini-grid pueden recibir servicios más fiables que sus compatriotas urbanos.

Mezclando diferentes tecnologías con fuentes de energía distintas se obtienen las mejores ventajas competitivas comparada con el uso de una tecnología única. La combinación de fuentes de energías proporciona ventajas competitivas comparadas con el uso de una tecnología simple. Esta combinación de fuentes de energías renovables con un generador se ha probado como la solución más efectiva en costes para comunidades rurales ya que los beneficios de cada tecnología se complementan entre sí.

Los generadores diesel, proporcionan energía adaptándose a las necesidades, y pueden suministrar energía según una planificación. Combinando estas dos fuentes, pueden cubrirse una gran cantidad de perfiles de carga. Además, la combinación de varias fuentes renovables simplemente hace posible trabajar en muchos escenarios. Por ejemplo, la combinación de varias fuentes de energías puede acomodar las fluctuaciones de recursos estacionales, por ejemplo complementando con paneles fotovoltaicos durante los meses de menos viento. Las baterías añaden estabilidad al sistema almacenando la energía para consumos pico cuando hay insuficiente producción de fuentes renovables.

Diferencias entre sistemas híbridos y sistemas con generadores diesel

Hay dos factores clave a tener en cuenta para evaluar la conveniencia del sistema, la estructura de costes del sistema y la calidad del servicio. Las tecnologías de generadores diesel y energías renovables tienen muy diferenes estructuras de costes. Los generadores diesel requieren una inversión de capital muy bajo en comparación con las energías renovables. Sin embargo sus costes de funcionamiento son mucho más altos debido a los altos costes de operación y mantenimiento.

Un generador diesel tiene la ventaja de estar disponible cuando lo necesitamos (asumiendo que se dispone de combustible) lo cual significa que operan conforme a las necesidades exactas de la comunidad rural. Las fuentes de energias renovables están sujetas a variabilidad diaria y estacional, aunque la producción de energía puede preverse aproximadamente.

Por lo tanto, sistemas funcionando un 100 % con generadores diesel tienen la ventaja de poder adaptarse muy bien a la demanda, pero presentan varias limitaciones serias. La primera es el coste del combustible y la segunda que es muy difícil dar energía para pocas viviendas y especialmente cuando la demanda baja. El grupo debe estar conectado en todo momento aunque la demanda sea pequeña.

Si el sisema funciona 100 % con energías renovables depende de la batería para almacenar la electricidad que está disponible incluso cuando las fuentes renovables no están disponibles durante periodos de tiempo cortos (de un par de horas a varios días dependiendo de la demanda, capacidad de la batería y profundidad de descarga). Sin embargo, en orden de proporcionar calidad de servicio fiable (sin apagones), los sistemas de energías renovables necesitan tener una capacidad de generación mayor que los sistemasde energía híbridos o combustibles fósiles, para producir un exceso de energía para almacenar. Esto incrementa el precio de la energía en comparación con un sistema híbrido, y se reduce la vida útil de las baterías. Sin un generador de apoyo, una desviación sustancial del perfil de carga diario anticipado y/o condiciones climatológicas inusualmente malas tienen el potencial de llevar el sistema al colapso.

Los sistemas de energía híbridos típicamente dependen de las energías renovables para generar el 75 - 99 % del suministro total (en algunos casos se instala un generador diesel, pero apenas se suele utilizar por el buen rendimiento de las renovables). La gran cuota utilizada de energías renovables hace que los costes de combustibles sólidos sean prácticamente despreciables, y el rendimiento del sistema se optimiza. El generador diesel solamente se utiliza en periodos con presencia de altas cargas o baja disponibilidad de energías renovables, prolongando la vida de las baterías significativamente y reduciendo los costes de reemplazamiento. Las baterías se deterioran rápidamente si se someten a descargas profundas con frecuencia por lo que el generador diésel prolongará también la vida de las baterías.

En términos de rendimiento los sistemas híbridos en comunidades rurales so la solución cuyo coste es menor a largo plazo, y es capaz de transmitir los mejores servicios de todas las alternativas posibles.

Continua 3ª PARTE