Almacenamiento de baterías para la congestión de la red en los Países Bajos: Una guía práctica para proyectos C&I

La congestión de la red está convirtiéndose en una restricción práctica para las empresas neerlandesas que planean la electrificación, la carga de vehículos eléctricos, la energía solar fotovoltaica o la ampliación de la capacidad. La almacenamiento de energía en baterías puede ayudar a las empresas a utilizar mejor su capacidad de red disponible al gestionar cuándo se importa, almacena y utiliza la electricidad.

Sin embargo, instalar una batería más grande no resuelve automáticamente la congestión de la red. Para Proyectos C&I, el BESS debe dimensionarse alrededor del límite de la red del sitio y el perfil de carga, mientras que su EMS debe coordinar la carga y descarga para mantener la demanda de la red dentro del límite requerido.

Para instaladores y EPC, la buena BESS comienza con la restricción de la red y el perfil de carga, luego determina la potencia requerida, la energía utilizable, la estrategia de EMS y la economía del proyecto.

Cómo ayuda el almacenamiento de baterías a que las empresas holandesas gestionen la congestión de la red

Para muchos proyectos C&I, el desafío relevante de congestión de la red es una restricción de potencia: el sitio necesita importar o exportar más potencia de la que puede soportar su conexión a la red durante ciertos períodos.

Un BESS puede ayudar a gestionar esta restricción reduciendo la demanda pico de la red en el sitio. Cuando el consumo de electricidad se acerca al límite permitido de importación de la red, la batería descarga para suministrar parte de la carga. Esto es comúnmente conocido como afeitado de picos.

Imagínese un negocio hipotético con un límite permitido de importación de la red de 500 kW y un pico de demanda de 800 kW que dura dos horas. La reducción necesaria en el pico sería:

800 kW − 500 kW = 300 kW

Si la BESS debe proporcionar 300 kW durante las dos horas pico, el requisito teórico de energía utilizable es:

300 kW × 2 h = 600 kWh

Esto ilustra un principio fundamental de dimensionamiento de BESS:

La potencia de BESS determina cuánto de la carga pico se puede cubrir; la energía utilizable determina cuánto tiempo puede proporcionar ese apoyo la batería.

Los 600 kWh representan el requisito teórico de energía utilizable, no necesariamente la capacidad nominal de la batería. La capacidad instalada final también debe tener en cuenta el rango de SOC permitido, las pérdidas de conversión, los reservas de operación, la degradación y la capacidad requerida al final de la vida.</p>

RVO identifica el almacenamiento de baterías como una opción potencial para empresas que enfrentan congestión en la red, especialmente donde las altas cargas eléctricas, la generación renovable o la expansión de los negocios generan necesidades adicionales de capacidad.

Cómo dimensionar un BESS para operaciones con restricciones de la red

El dimensionamiento de BESS debe comenzar con el perfil de carga del cliente y el límite de conexión a la red, en lugar de un tamaño de batería predeterminado.

La lógica de dimensionamiento preliminar es:

Potencia BESS requerida = Demanda pico del sitio − importación de red permitida

Energía útil requerida = Potencia de BESS requerida × duración de soporte requerida

En la práctica, estos cálculos deben basarse en datos de carga de alta resolución. Los instaladores y EPC deben analizar cuándo, con qué frecuencia y durante cuánto tiempo el sitio excede su capacidad de red disponible, utilizando los datos de mayor resolución disponibles, preferiblemente datos de 15 minutos o mejores.

Una potencia de 300 kW que dura 15 minutos requiere una configuración de batería muy diferente a una potencia de 300 kW que dura cuatro horas. Por lo tanto, el objetivo no es simplemente coincidir con el consumo anual de electricidad, sino determinar la potencia y la energía utilizable necesarias para mantener la demanda de la red dentro del límite permitido.

El dimensionamiento final también debe tener en cuenta la ventana de energía utilizable, los límites de SOC, las pérdidas de PCS y del sistema, los reservas de operación, la degradación de la batería y las cargas futuras esperadas. La carga planificada de vehículos eléctricos, la expansión de producción u otros equipos de alta potencia pueden cambiar significativamente el perfil de demanda futuro del sitio.

Un diseño de BESS confiable se basa en la demanda pico y la duración, no en el consumo anual de electricidad o en la capacidad nominal de la batería en forma aislada.

¿Por qué importan EMS y las aplicaciones multioficio?

La capacidad de la batería en sí misma no resuelve la congestión de la red. El Sistema de gestión de energía (EMS) determina cuándo carga y descarga el BESS y coordina su operación con la demanda de la instalación, la generación fotovoltaica, la carga de los vehículos eléctricos y la capacidad disponible de la red.

Por ejemplo, si un sitio tiene un límite de importación de red de 500 kW, el EMS puede monitorear la potencia de la red y descargar la batería cuando la demanda se acerque a ese umbral. La carga también debe programarse cuidadosamente. Si la batería se carga desde la red durante un período con restricciones, podría aumentar la demanda de la red en lugar de reducirla.

La misma BESS puede potencialmente admitir otras aplicaciones, incluyendo Autoconsumo fotovoltaico, carga de vehículos eléctricos y optimización de precios de electricidad. Donde sea aplicable, los servicios de flexibilidad pueden proporcionar una oportunidad adicional de ingresos o ahorro en costos.

Sin embargo, estas aplicaciones compiten por la misma potencia limitada, capacidad de energía y estado de carga (SOC). Si la batería necesita reservar energía para la reducción de picos más tarde en el día, esa energía puede no estar disponible para otra aplicación al mismo tiempo.

Por lo tanto, un BESS de múltiples usos necesita una estrategia de EMS que priorice la restricción de la red del sitio mientras se asigna la capacidad de batería disponible a las aplicaciones que generan valor adicional.

Cómo evaluar la economía de un sistema de almacenamiento en batería restringido por la red

La capacidad técnica para reducir la demanda de la red no hace automáticamente a un sistema BESS atractivo financieramente. El caso comercial depende de cuánto valor operativo puede generar la batería en comparación con su costo de vida útil.

Según el proyecto, el valor puede provenir de la reducción de picos, el aumento del autoconsumo de PV, la optimización de la carga de vehículos eléctricos, la optimización de los precios de la electricidad o de los servicios de flexibilidad aplicables. Estos flujos de valor a veces se pueden combinar, pero su contribución real depende del perfil de operación del sitio, las tarifas, las condiciones de la red y la utilización del sistema de almacenamiento de baterías (BESS).

Para una revisión inicial del proyecto, se puede utilizar un cálculo de recuperación simple:

Payback simple = Inversión inicial ÷ beneficio neto anual

Sin embargo, el retorno de la inversión no es lo mismo que el ROI y no captura las economías de toda la vida útil de un sistema BESS. Una evaluación más detallada debe tener en cuenta los costos de capital (CAPEX) y operativos (OPEX), la capacidad utilizable, la eficiencia del sistema, la degradación, las condiciones de garantía, la financiación y la utilización esperada durante la vida del proyecto.

Una de las consideraciones más importantes es cuán frecuentemente y con qué eficacia se utilizará la batería.

Una batería más grande puede reducir más la demanda pico, pero también aumenta el costo de inversión. Si la capacidad adicional se requiere raramente, los kWh adicionales puede que no generen suficiente valor adicional para justificar su costo.

El objetivo no es maximizar la capacidad de la batería, sino encontrar el tamaño de la BESS que proporcione una capacidad operativa suficiente y un valor económico para los requisitos reales del sitio.

¿Qué deben verificar los EPC holandeses antes de seleccionar un BESS?

Una vez que se comprenden las restricciones de la red y el perfil de carga, los EPC pueden evaluar la configuración del sistema adecuada.

Factor de proyecto	Pregunta clave
Conexión a la red eléctrica	¿Qué capacidad de importación y exportación está disponible?
Perfil de carga	¿Cuáles son la demanda pico, la duración y la frecuencia?
BESS	¿Qué potencia y energía útil se requieren?
Servicios de emergencias médicas	¿Puede el sistema mantener el límite de cuadrícula requerido?
Economía y cumplimiento	¿El proyecto cumple sus requisitos financieros y de red?

Los requisitos del operador de red neerlandés también deben verificarse antes de la selección final del sistema. Por ejemplo, Enexis aplica actualmente requisitos de conexión neutralizados contra la congestión a baterías de 1 MW o más conectadas a su red, incluyendo acuerdos contractuales y control de potencia a través de su Interfaz en Tiempo Real (RTI). Estos requisitos son específicos para el operador de red aplicable y las condiciones del proyecto y no deben generalizarse a cada proyecto de BESS neerlandés.

Al comparar proveedores, las EPC deben mirar más allá del costo por kWh de la batería. Los criterios clave incluyen la energía utilizable, la potencia de PCS, la funcionalidad de EMS, las suposiciones de degradación y garantía, la arquitectura de seguridad y el costo de ciclo de vida.

Una BESS con energía nominal suficiente pero potencia AC, capacidad de PCS o funcionalidad de EMS insuficiente puede seguir sin poder proporcionar la estrategia de congestión de la red requerida.

Ultimati Soluciones de Almacenamiento de Baterías Energie C&I

Energías Últimas proporciona soluciones de almacenamiento de energía de batería integradas para aplicaciones comerciales e industriales europeas.

Por ejemplo, su ULTIBLOCK-TL261 proporciona 261 kWh de energía nominal, ≥243 kWh de energía utilizable y 125 kW de potencia de salida nominal, integrando el sistema de batería con PCS, BMS y EMS.

Para proyectos con limitaciones de red, este tipo de arquitectura integrada puede simplificar la coordinación entre la capacidad de la batería, la conversión de potencia y la gestión de energía. Sin embargo, la configuración adecuada aún depende del límite de red del cliente, el perfil de carga, la potencia requerida y la estrategia de operación.

Para instaladores y EPC, Ultimati Energie puede evaluarse por tanto en base a los mismos criterios técnicos y económicos utilizados para cualquier proyecto C&I BESS: energía utilizable, capacidad de potencia, funcionalidad de EMS, eficiencia del sistema, rendimiento durante la vida útil y economía del proyecto.

Conclusión

El almacenamiento de baterías puede ayudar a las empresas holandesas a gestionar la demanda de electricidad cuando la capacidad de la red está limitada, pero instalar más capacidad de batería no necesariamente proporciona una mejor solución.

Un proyecto de BESS C&I exitoso comienza con el límite de la red y el perfil de carga, luego traduce estos requisitos en la potencia de BESS adecuada, energía utilizable, estrategia de EMS y modelo económico.

Para instaladores y EPC, el sistema correcto, por tanto, no es necesariamente la batería más grande o más barata. Es el sistema cuya potencia, energía utilizable, capacidad de control y economía del ciclo de vida se alinean con las restricciones reales de la red del cliente, su perfil de operación y sus requisitos futuros.