IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Enero/Febrero 2017 - 37

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Energía
Hora Pico

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Fracción de la Carga Total

Enfriamiento
Previo

Tiempo
Uso real de CA
Uso de CA pronosticado sin compensación por horas pico

Gráfico 9. Empleo de la flexibilidad de calor en los edificios residenciales para evitar la demanda de electricidad
cuando la red eléctrica enfrenta cargas elevadas. (Fuente:
nest.com).

1) Habrá menos necesidad de capacidad de producción
de calor cuando los almacenes de calor que utilizan
energía eléctrica reduzcan los picos.
2) La reducción en la producción de renovables disminuye cuando los almacenes de calor pueden utilizar el
exceso de producción.
3) Con reducciones limitadas, se necesita menor capacidad de producción de renovable para cumplir con
metas de reducción de emisiones.
Calor Versus otras Fuentes de Flexibilidad
en el Contexto del Norte Europeo

El valor de la flexibilidad del sector de la calefacción está
influenciado por la rentabilidad y la disponibilidad de la
flexibilidad de otras fuentes. En un estudio del norte de
Europa, se utilizó un modelo combinado de planificación
de producción y ejecución para evaluar los beneficios de la
adición de bombas de calor, calderas de calefacción eléctrica
y almacenamientos de calor a un sistema de calefacción
urbano en un futuro en el que habría una producción variable mucho mayor en el sistema. Los resultados demostraron
que, mientras que las nuevas líneas de transmisión probablemente tienen los mejores índices de costo-beneficio, la
flexibilidad del sector de la calefacción se posiciona cerca
en un segundo lugar, muy por delante de los almacenes de
electricidad o las respuestas a los picos en la demanda. Los
edificios con calefacción local y el sector del transporte no
se incluyeron en el estudio.
Cargas de Calor en las Reservas de Frecuencia Primaria

Cuando un sistema eléctrico se ejecuta principalmente con
la producción no sincronizada, una opción en el suministro de reserva de frecuencia primaria ascendente es reducir
las plantas de energía eólica o solar para obtener el espacio necesario para la operación de la reserva. Sin embargo,
enero/febrero de 2017

las cargas flexibles de calefacción y refrigeración también
pueden proporcionar una respuesta rápida, típicamente en
el orden de 100 a 400 ms, cuando se utiliza detección de
frecuencia local. En consecuencia, podrían evitarse algunas
reducciones de producción y podría disminuirse el uso de
combustibles de todo el sistema.
En un estudio de caso, los ahorros en los costos operativos de todo el sistema oscilaron entre 8,5 y 500€ por
dispositivo de calefacción, dependiendo de varios factores
(costos de combustible, penetración de viento, etc.), para el
sistema de energía de Gran Bretaña. Los ahorros de costo de
la activación de cargas de calefacción flexible mejoran con el
aumento de las porciones de energía eólica y con los aumentos en los requisitos de reserva. Además de los beneficios
económicos directos, la utilización de cargas flexibles en
reservas primarias reduce el número de arranques de plantas convencionales, permite mayores niveles de penetración
eólica y mejora la estabilidad de la frecuencia.
Cuando se implementan reservas basadas en la calefacción o en la refrigeración, es necesario considerar el repunte
de carga que se lleva a cabo después de que la carga se haya
reducido para el suministro de reserva. La magnitud del
repunte varía con las características de la inercia térmica de
la carga de calefacción y refrigeración, la duración de la respuesta y el mecanismo de control. Por ejemplo, la activación
de 60 MW de reserva primaria de una carga fría doméstica
(refrigerador o congelador) por 90 s (duración de 5 minutos
de recuperación) requiere la adición de 20 MW (35% de
carga flexible activada) para que las categorías de reserva
subsiguientes permitan el repunte de la carga.
Integración Electricidad-Calor Residencial
Uso de Calentadores Híbridos en Irlanda

Los sistemas de calefacción híbridos, tales como una combinación de una bomba de calor y una caldera de gas, permiten
intercambiar entre las dos fuentes diferentes de calor. Si está
equipado con controles inteligentes, es posible cambiar en
tiempo real, dependiendo de las condiciones del mercado de
electricidad.
Un estudio de inversión del sistema irlandés 2030, con
40% de la electricidad proveniente de energía eólica, encontró que la implementación a gran escala de estos sistemas
puede beneficiar al sistema de electricidad. Se utilizó un
modelo de optimización para encontrar capacidades de
calefacción y horarios de operación a mínimos costos. Si se
combina una caldera de gas con un calentador de resistencia,
los híbridos operarán principalmente a gas, pero cambiarán
a electricidad cuando haya electricidad de bajo precio disponible. En comparación con una única caldera de gas, los
resultados mostraron ahorros anuales de todo el sistema de
18 a 65€ por hogar, dependiendo del precio del gas. Si se
combina una caldera de gas con una bomba de calor, funcionarán principalmente a electricidad y cambiarán a gas
durante los períodos de bajo suministro de energía eólica o
de alta demanda. Entonces, el ahorro anual fue de 46 a 159€
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