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Edificio BLUENET. Sede de ISOTROL en el Parque Tecnológico Cartuja 93 PORTAL DENISE 2.0 1
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Introducción a la Generación Distribuida
CENIT - DENISE
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Generación Distribuida ?¿
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
+ =
Generación Distribuida
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Generación Distribuida ?¿
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
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G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
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¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
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Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
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Generación Distribuida ?¿
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
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Contexto Energético
Vector Económico
Fuerte incremento de los precios con incertidumbre en su comportamientos futuros
Emperoramiento de la Intensidad Energética de España desde 2005.
Pérdida de competitividad
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Contexto Energético
Necesidad de reducir las emisiones de CO2
Comportamiento fuerte alcista en el comportamiento de las emisiones en España
El plan de Acción 2005-2007 de ahorro y eficiencia energética prevé un ahorro de 32,5 millones de t CO2
Vector Emisiones
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5.591
6.172
6.8136.414
7.317
5.333
6.403
5.327
'01 '02 '03 '04 '07 '11
RealReal
Punta real Punta real vsvs prevista (MW)prevista (MW)
Endesa (real) y M.Economía (prevista Oct-02)
6 años de adelanto
PrevistaPrevista
Fuerte incremento de la demanda eléctrica
Adelanto de previsiones de consumo hasta en 6 años en algunas zonas de España
Desde 1985 el consumo eléctrico casi se ha triplicado
Contexto Energético
Vector Demanda
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Sistema Eléctrico Actual
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Sistema Eléctrico Actual
Zonas de Generación Zonas de Consumos
Flujos de la Red de Transporte
El sistema Eléctrico Actual
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Sistema Eléctrico Actual
Las pérdidas de energía eléctrica que pueden suponer hasta un 13,8%para el suministro conectado a baja tensión
Menor rendimiento de las propias plantas de producción
Impacto ambiental y visual. Rechazo social
Saturación de la disponibilidad de redes de transporte y distribución
Fuertes inversiones
La energía despachada por restricciones técnicas era hasta 2005 alrededor de un 2%
En 2006 ascendió al 10,9%
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Sistema Eléctrico Actual
Mercado Diario Mercado Intradiario
Res
tricc
ione
s
Mercado Servicios Complementarios
Regulación SecundariaRegulación SecundariaControl de Tensiones
Operador Mercado Operador MercadoOperador Sistema
Ges
tión
de
Des
víos
El sistema Eléctrico Actual
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G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
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Generación Distribuida
El sistema Eléctrico: Filosofía de la Generación Distribuida
Esquema “Fit & Forget”Supuesto más Desfavorable
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¿Qué es Generación Distribuida?
No existe consenso sobre qué es exactamente la Generación Distribuida: potencias, tecnologías, conexión a la red
El DPCA (Distribution Power Coalition of América) la define como, cualquier tecnología de generación a pequeña escala que proporciona electricidad en puntos más cercanos al consumidor que la generación centralizada y que se puede conectar directamente al consumidor o a la red de transporte o distribución.
La Agencia Internacional de la Energía (IEA, International Energy Agency) En 2002, la define como la producción de energía en las instalaciones de los consumidores o en las instalaciones de la empresa distribuidora, suministrando energía directamente a la red de distribución.
EscoVale Consultancy, especialista del sector del Reino Unido, amplía el rango de potencias hasta 100 MW, limitando a 10 MW la potencia máxima para instalaciones basadas en fuentes de energía renovable.
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¿Qué es Generación Distribuida?
En general y teniendo en cuenta aspectos regulatorios para el sector eléctrico español podríamos decir que en España se entiende por generación distribuida:
“Pequeña” potencia y ubicación en puntos cercanos al consumo
Estar conectada a la red de distribución.
Es frecuente que una parte de dicha generación sea consumida (“técnicamente”) por
la misma instalación y el resto se exporte a una red de distribución
No existe una planificación centralizada de dicha generación y no suele despacharse
centralizadamente
La potencia de los grupos suele ser menor de 50 MW.
En España, podría “asimilarse” la Generación Distribuida al Régimen Especial:• 28% de la Potencia Instalada• 24.000 MW instalados• “No Despachable”
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D.E.R.
A nivel Europeo y sobre todo, de Estados Unidos, casi tanto como el concepto de Generación Distribuida, se utiliza el concepto D.E.R. (Distributed EnergyResource) que agrupa:
Generación DistribuidaAlmacenamiento de Energía
Debido a la interrelación que presentan
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Tecnologías
Tecnologías D.E.R. Disponibles
Motor AlternativoTurbina de Gas
maduras EólicaFotovoltáica
Generación Distribuida Solar TérmicaBiomas / Biogas
semimaduras microturbinaPila de Combustible
emergentes GeotérmicaMarina
maduras BombeobateríaVolante
Almacenamiento semimaduras TérmicoAire a presiónHidrógeno
emergentes SMESUltracondensadores
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Generación Distribuida
Tecnologías Energía Primaria Potencia (MW)Rendimiento Eléctrico (%) Coste de Inversión (€/kW) Disponibilidad comercialMotor Alternativo Gas Natural
Dieselbiogáspropano
0,08-20 28-42% (GN)30 - 50% (Diesel)
80 -85 % (coeneración)
500-900 actual
Turbina de Gas Gas Naturalbiogáspropano
,25 - 500 25-60%70-90% Cogeneración
600-1.400 actual
microturbina Gas Naturalbiogáspropanobiogáshidrógeno
0,025-0,4 25-30%85% Cogeneración
900-2.000 actual
Fotovoltáica sol 0,001-0,1-5 14% 5.000-7.000 actualSolar Térmica Sol 0,0002-200 13-21% 3.500-8.000 actualEólica Viento 0,005-5 43% 1.100-1.700 actualMinihidráulica Agua 0,01-10 80-90% 1.000-1.800 actualPila de Combustible Gas Natural
metanopropanobiogáshidrógeno
0,001-11 35-65%85% CHP
2.500-3.700 AlgunasPAFC,MCFC,PEMFC,SOFC
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Almacenamiento
Tecnologías Tiempo Descarga Potencia (MW)Eficiencia (%) Disponibilidad comercial AplicaciónTérmico 65% disponible Solar
biomasaIntegración ER
Bombeo horas-dias 100-1.000 MW 66% disponible HidráulicaIntegración ER
Volante segundos-minutos 10-100 kW 78% disponible Integración ER
Aire a Presión Horas-dias 100-1.000 MW 69% actual Integración ER
Batería Pb-Ácido minutos-horas 1 kW - 40 MW 60-67% actualBatería Ni-Cd Segundos-horas 1 kW - 40 MW actual Hidráulica, FV,
eólica,mareomotrizBatería NA-S Horas-días 50 kW - 10 MW 56-72% actualHidrógeno 24-58% Hidráulica, FV,
eólica,mareomotrizSMES segundos 1-100 MW prototipos FV e integración ERUltracondensadores segundos 10 kW - 1MW 90% prototipos FV e integración ER
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¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
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Ubicación cerca Consumos / Tipo de Tecnología o Energía Primaria
Disminución de Emisiones:Reducción de Pérdidas e Integración de RenovablesCO2 en 2012: -8% de redución respecto 1990 CO2 en 2020: -20%
Fomento de Energías Renovables:• ER en 2010: 21% de electricidad en UE• ER en 2020: 30-50% en electricidad y 20% en E.P.
Mejora de la Eficiencia Energética• Fomento de CHP (cogeneración) • Plan UE para la E.E.: 20% de ahorro de E.P.
Generación Distribuida: Ventajas
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Seguridad y Calidad Energética• Macro:Seguridad Abastecimiento• micro: Incidencias
Aumenta Capacidad de Transmisión del Sistema• Control V&F• Permite retrasar inversiones
Generación Distribuida: Ventajas
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Impacto en la Red de Distribución• Tensiones, Estabilidad, Faltas, inv. Flujos• Planificación: Pérdidas según % penetración
No participa en el Control y Gestión de Red• Tensiones y Reactiva, Pérdidas• Incidencias• “espada de Damocles”
Potencia No Despachable• Cobertura• Estabilidad
Necesidad Complejas estructuras de Control• microredes,VPP• Despachos Agregados
Generación Distribuida: Inconvenientes
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¿Cómo afrontar los inconvenientes ?
Generación Distribuida
CoyunturaEnergética
SistemaActual Sostenible ?+ =
Generación Distribuida ?¿
G. Distribuida Cambio de Paradigma Qué es Tipos / Tecnologías
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DENISE
Proyectos Relacionados con Generación Distribuida y Redes Inteligentes
SmartGrids
DENISEIntelliGrid
IIEE P1547
CERTS
MicroGrids
GridWiseENEL AMR
Consumer Portal
DEMC
GridWorks
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DENISE
instituciones relacionadas con el proyecto DENISE
• Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI)Programa CENIT
Se encuadra dentro del Programa Ingenio 2010, iniciativa del Gobierno español con la intención de incrementar la inversión en I+D hasta el 2% del PIB.
• Plataforma Española de Redes Eléctricas (FUTURED)Trata de integrar a todos los agentes del sector eléctrico español para definir e impulsar estrategias que permitan la consolidación de una red de eléctrica de futuro.
• SmartgridsEs la plataforma europea homóloga a FUTURED (European Technology Platform for Electricity Networks of the Future). Su objetivo es el de definir y promover el desarrollo del sistema eléctrico europeo hasta el 2020 y más allá.
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SOCIOS DENISE
DENISEDistribución Energética Inteligente – Segura – Eficiente
Proyecto CENIT 2007-201025 M€ de Presupuesto
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ÁMBITO DENISE
Ámbito DENISE
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ÁMBITO DENISE
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GRUPOS DENISE
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ENTORNO SIMULACIÓN
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ESTRUCTURA G.D.
Un sistema de G.D necesita:
Bloque Interconexión
Control de Potencia / Energía
Comunicaciones Estándar
Arquitectura y sistema de entronque estandarizado
• Red MT si necesidad SS.EE.
Bloque Interconexión
Control de Potencia / Energía
Comunicaciones Estándar
Arquitectura y sistema de entronque estandarizado
• Red MT si necesidad SS.EE.
Capacidad para Gestionar sistema local de:
A.C. de generación local de energía
D.C. de interconexión de distintos tipos de energía
Sistemas de almacenamiento de Energía
Gestión de Demanda como reserva de Energía
Capacidad para Gestionar sistema local de:
A.C. de generación local de energía
D.C. de interconexión de distintos tipos de energía
Sistemas de almacenamiento de Energía
Gestión de Demanda como reserva de Energía
Funciones:
Capacidad de Operación Distribuida y/o Coordinada
Servicios Terciarios
Coordinación Protecciones
Apoyo Estabilidad
Control de Reversibilidad de Flujos en red MT
Apoyo Incidencias y Reposición de Suministro.
Calidad de Suministro
Funciones:
Capacidad de Operación Distribuida y/o Coordinada
Servicios Terciarios
Coordinación Protecciones
Apoyo Estabilidad
Control de Reversibilidad de Flujos en red MT
Apoyo Incidencias y Reposición de Suministro.
Calidad de Suministro
Un sistema de G.D proporcionará:Sistema de Generación
Interconexióncon R.D.E
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INTEGRACIÓN G.D.
Uso en Edificios de Usos Terciarios, para su posterior integración en la R.D.E.Uso en Edificios de Usos Terciarios, para su posterior integración en la R.D.E. • Minigeneración• Microgeneración• Servicos locales• Apoyo esporádico al sistema
Uso en Centros Industriales y Comerciales.Uso en Centros Industriales y Comerciales.
Uso en Centros de Transformación:Uso en Centros de Transformación:
•A.C. de generación local de energía
•D.C. de interconexión de distintos tiposde energía
• Sistemas de almacenamiento de Energía
• Gestión de Demanda como reserva de Energía.
• Uso Minigeneración
• Servicios locales y de apoyo al sistema
•A.C. de generación local de energía
•D.C. de interconexión de distintos tiposde energía
• Sistemas de almacenamiento de Energía
• Gestión de Demanda como reserva de Energía.
• Uso Minigeneración
• Servicios locales y de apoyo al sistema
• Minigeneración.
•Almacenamiento de Energía.
•Orientado Calidad de Servicio.
• Minigeneración.
•Almacenamiento de Energía.
•Orientado Calidad de Servicio.
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VentajasInconvenientes
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Introducción a la Generación Distribuida
CENIT - DENISE