8. EXPLOTACIÓN DE UN PARQUE EÓLICO CON APOYO DE UN …

Ingeniero Industrial Escuela Superior de Ingeniería de Sevilla

Análisis del coste de los desvíos

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8. EXPLOTACIÓN DE UN PARQUE EÓLICO CON APOYO DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO



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8.1 Parque eólico

Como se ha visto en capítulos anteriores, los desvíos de producción conllevan un

sobrecoste, estos desvíos, en principio no serían mitigados con un mercado intradiario con

más sesiones y con menores horizontes de predicción.

Con el objetivo principal de minimizar los posibles desvíos que se producen entre la

predicción realizada en los parques eólicos y la generación finalmente vertida a la red, se

propone el estudio de la mejora del aprovechamiento de la energía eólica valiéndose para ello

de un sistema de almacenamiento de energía. Se pretende dar respuesta a si es viable

económicamente la instalación de uno de estos sistemas teniendo en cuenta los beneficios

que se generaran compensando los desvíos. En este caso los sistemas de almacenamiento que

se han seleccionado para el estudio son las baterías de Na-S y el CAES.

En el modelo objeto de estudio la operación es conjunta, es decir, se considerará el

sistema de almacenamiento y el parque eólico como una sola entidad. Además, el sistema de

almacenamiento sólo se abastece del parque, por lo que no puede comprar en el mercado

energía para ser almacenada, sino que ésta ha de provenir de la energía eólica que no ha sido

casada, es decir la producción que excede a la oferta de venta. En este modelo la central sólo

actúa como respaldo del parque para evitar, por un lado, eventuales caídas de producción y,

por otro lado, para optimizar la producción eólica.

Figura 8.1.1 Esquema del modelo de explotación conjunta de parque eólico y sistema de

almacenamiento.

Para la realización del estudio se usará como modelo un parque eólico de potencia

nominal 50 MW, que es de las potencias más habituales en este tipo de instalaciones.



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8.1.1 Programa de producción del parque eólico

En primer lugar es necesario conocer la energía que suele producir un parque de este tipo,

pero el problema que presenta la energía eólica es que es muy difícil hacer una estimación

exacta de la energía que serás capaz de producir en un periodo de tiempo futuro. Aunque la

potencia nominal del parque sea de 50 MW, la variabilidad en la producción puede llegar a ser

muy elevada y es imposible que un parque eólico pueda generar su máxima potencia durante

todas las horas de un año puesto que dependen de la velocidad del viento, un recurso que no

es gestionable. Así pues, si el viento sopla con fuerza se puede alcanzar la máxima potencia de

generación, pero se pueden tener varias horas sin producción de energía si el viento se para o

sopla a velocidades muy bajas.

Vista la dificultad de realizar estimaciones a largo plazo en la producción de un parque

eólico, para hacer el estudio se usarán los datos del programa horario operativo de un parque

de 50 MW situado en España. Estos datos se han extraído de la página del operador del

mercado eléctrico (OMIE) [12] y [13]. En la siguiente tabla se muestran en MWh los datos

correspondientes a la oferta realizada en cada hora de cada día del mes de enero de 2012.

Tabla 8.1.1 Programa horario operativo de un parque eólico de 50 MW.

Viendo la tabla se puede comprobar fácilmente la gran variabilidad existente en la

producción eólica, habiendo horas en los que la generación de energía es cero o muy pequeña

con valores inferiores a los 10 MWh, y horas en las que la generación es muy cercana a los 50

MWh.

Fecha 00-01 01-02 02-03 03-04 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,00 22,00 21,80 21,80 22,00 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20

2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,00 22,00 45,30 45,20 46,40 42,60 45,90 45,90 45,90 46,10 44,90 45,30 45,70 46,10

3 26,20 22,30 22,30 22,30 22,30 22,30 26,60 32,00 46,40 46,30 46,00 46,20 46,20 45,90 45,80 45,90 46,10 46,20 46,30 46,20 46,30 46,30 46,30 46,40

4 26,30 22,50 22,50 22,70 22,80 22,50 26,60 32,50 46,70 46,60 46,20 42,80 42,70 42,70 42,40 42,30 42,70 42,90 42,70 42,80 42,50 42,60 43,00 42,40

5 25,10 21,40 22,10 22,20 22,50 22,60 25,90 32,30 43,50 43,60 42,90 42,70 42,80 43,20 43,00 43,20 43,10 46,40 46,60 46,80 45,40 45,40 45,60 45,60

6 26,30 22,30 22,30 22,30 22,30 22,30 22,30 27,30 46,60 46,80 46,70 46,40 46,00 46,10 45,70 46,20 46,30 46,40 46,60 46,80 46,60 46,90 46,90 46,90

7 26,30 22,50 22,50 22,70 21,80 21,80 25,60 26,10 26,10 26,10 26,00 25,80 25,80 25,70 25,90 25,80 26,20 26,50 26,30 26,40 26,10 21,60 22,00 21,40

8 21,10 21,40 22,10 22,20 22,20 22,20 22,20 22,30 22,30 22,30 22,20 22,10 22,10 22,10 22,10 22,30 22,20 22,00 22,20 22,40 22,60 22,60 22,50 22,50

9 22,40 22,40 22,40 22,50 22,40 22,40 31,00 37,00 46,90 47,00 46,80 46,60 46,90 46,80 46,80 43,30 43,20 43,30 43,10 42,60 42,60 42,70 42,80 42,90

10 35,50 31,80 31,80 31,90 31,90 32,00 32,10 37,10 43,60 43,30 42,80 42,70 42,60 42,50 42,50 42,90 42,80 42,70 42,20 42,70 39,90 40,10 40,20 40,20

11 25,90 22,20 21,20 21,10 22,00 31,80 31,80 36,70 43,20 43,20 42,90 42,60 42,30 42,40 43,00 42,60 42,60 42,80 42,60 42,50 43,50 42,80 43,10 43,80

12 30,80 27,00 27,00 27,10 27,00 27,00 27,00 32,00 48,70 48,80 48,70 48,30 49,00 48,80 48,50 48,90 42,50 42,30 41,50 41,80 43,10 43,10 43,10 43,10

13 31,20 27,30 27,30 27,30 27,30 27,30 27,30 33,60 43,30 43,30 42,80 42,80 42,70 42,80 42,60 42,60 42,60 46,30 46,40 46,30 46,50 46,70 46,80 46,40

14 25,90 22,10 22,20 22,20 22,00 22,10 22,10 22,20 22,10 22,00 21,80 21,50 22,00 21,30 20,60 20,50 21,70 22,00 22,00 22,10 21,50 21,50 21,70 21,70

15 21,80 21,60 21,70 21,70 22,30 22,30 22,30 22,30 22,30 22,30 22,20 22,20 22,20 22,00 22,00 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,20 22,30

16 21,70 21,70 22,20 22,10 22,10 22,10 22,10 29,10 46,80 46,20 46,00 45,60 45,10 44,90 45,10 41,50 41,50 41,30 41,80 41,00 42,10 42,50 42,60 42,80

17 35,30 31,60 31,60 31,60 29,60 29,60 29,60 34,80 44,30 44,30 46,10 45,90 45,70 46,10 45,70 45,60 45,70 45,90 46,00 45,40 44,70 44,70 44,90 45,10

18 35,40 31,40 31,90 31,80 31,80 31,80 31,80 37,00 46,80 46,20 46,00 45,60 45,10 44,90 45,10 45,00 45,00 44,80 45,30 44,50 45,60 46,00 46,10 46,30

19 35,40 31,60 31,60 31,60 31,60 31,60 31,60 36,80 46,20 46,20 46,10 45,90 45,70 46,10 45,70 45,60 45,70 45,90 46,00 45,40 44,70 44,70 44,90 45,10

20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,00 23,00 45,10 46,40 46,40 46,40 46,40 46,40 46,40 46,40 46,40 46,40

21 26,10 21,90 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00

22 21,80 21,80 21,70 21,50 21,30 21,70 21,30 21,20 21,30 21,50 21,60 21,00 20,30 20,30 20,50 20,70 21,30 21,50 21,60 21,00 22,00 22,00 22,00 22,00

23 22,10 22,10 22,10 22,10 22,10 15,00 4,00 9,90 34,60 35,10 35,00 35,00 34,90 34,90 34,90 34,90 34,90 34,90 35,00 35,00 35,10 35,10 35,10 35,10

24 8,70 4,80 4,80 4,80 4,80 5,80 9,60 14,80 40,00 40,40 40,20 39,50 39,40 39,30 39,30 39,30 39,40 39,50 39,60 39,70 39,70 39,70 39,70 39,70

25 13,50 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 14,80 40,00 40,40 40,20 40,20 40,10 40,10 40,10 40,10 40,10 40,20 40,40 40,40 40,40 40,40 40,40 40,40

26 13,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 14,80 40,00 40,40 40,20 40,20 40,10 40,10 40,10 40,10 40,10 40,20 40,30 40,40 40,40 40,40 40,40 40,40

27 13,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 14,80 36,50 36,90 36,90 39,60 39,50 39,50 39,50 39,50 39,50 39,50 39,50 39,60 39,70 39,70 39,80 39,80

28 13,50 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,50 9,50 9,40 9,30 9,30 9,30 9,30 9,30 9,30 9,40 9,50 9,50 9,50 9,60 9,60

29 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,50 9,50 9,40 9,30 5,00 4,70 4,70 4,70 4,70 4,80 4,80 0,00 0,00 0,00 0,00

30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,20 9,90 35,10 35,60 35,50 35,40 35,30 35,30 35,30 35,30 35,30 35,40 35,50 35,50 35,60 35,60 35,60 35,60

31 8,80 4,80 4,80 4,80 4,80 4,80 4,80 10,00 35,20 35,60 35,60 35,60 35,60 35,60 35,60 40,20 40,20 40,20 40,30 40,40 40,40 40,40 40,50 40,50



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8.1.2 Producción y desvíos del parque eólico

A continuación es necesario conocer la producción real y los desvíos en los que incurrió el

parque eólico en este mes para calcular el coste que estos le generaron. El problema es que no

se tienen datos reales de la energía finalmente vertida a la red por el parque, por lo que será

necesario hacer una estimación de los desvíos. Seguidamente se explica el proceso que se ha

seguido para estimar los desvíos en los que incurrió este parque eólico.

Como se poseen los datos del programa horario operativo y de los desvíos horarios a subir

y a bajar de la energía eólica, se aplicará en cada hora de cada día el promedio de desvío sobre

el programa horario operativo. De manera que, si en el día d a la hora h los desvíos a subir de

la energía eólica son mayores que los desvíos a bajar, entonces el promedio de desvío en el día

d a la hora h se calculará sobre el desvío a subir. De igual modo, si en el día d a la hora h los

desvíos a subir de la energía eólica son menores que los desvíos a bajar, entonces el promedio

de desvío en el día d a la hora h se calculará sobre el desvío a bajar. De esta manera,

estimamos además del tanto por ciento de desvío sobre programa, el sentido de este.

Dónde:

Desvíos medidos a subir de la energía eólica en el día d a la hora h

Desvíos medidos a subir de la energía eólica en el día d a la hora h

Programa horario operativo de la energía eólica en el día d a la hora h

Promedio de desvío de la energía eólica en el día d a la hora h

En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos, siendo positivos los valores de

desvíos a subir y negativos los valores de desvíos a bajar:



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Tabla 8.1.2 Promedio de desvíos de la energía eólica sobre programa horario operativo.

Una vez calculado el promedio de los desvíos de la energía eólica en todas las horas del

mes, se aplican al programa de producción del parque eólico, obteniéndose así una estimación

de los desvíos en los que pudo incurrir el parque durante el mes de estudio.

Dónde:

Desvíos del parque eólico en el día d a la hora h

Programa horario operativo del parque eólico en el día d a la hora h

A continuación se muestran en la siguiente tabla los resultados obtenidos, en ella se puede

comprobar que los valores de desvíos son muy dispares a lo largo del mes.

Fecha 00-01 01-02 02-03 03-04 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

1 0,19 0,21 0,23 0,24 0,22 0,22 0,19 0,19 0,17 0,17 0,18 0,19 0,20 0,27 0,30 0,26 0,22 0,20 0,17 0,18 0,15 0,14 0,13 0,18

2 0,21 0,28 0,37 0,37 0,22 0,28 0,23 0,17 0,17 0,16 0,16 0,14 0,13 0,15 0,17 0,14 0,15 0,17 0,16 0,16 0,16 0,13 -0,14 -0,14

3 -0,12 -0,14 -0,12 0,19 0,19 0,20 0,18 0,16 0,18 0,17 0,14 0,13 0,13 0,15 0,17 0,17 0,20 0,16 0,22 0,26 0,27 0,22 0,24 0,23

4 0,20 0,20 0,21 0,27 0,28 0,27 0,29 0,23 0,23 0,20 0,19 -0,18 0,12 0,16 0,19 0,24 0,32 0,26 0,29 0,28 0,23 0,20 0,23 0,31

5 0,32 0,33 0,33 0,28 0,29 0,31 0,31 0,25 0,24 0,23 0,20 0,18 0,20 0,26 0,27 0,21 0,19 0,18 0,18 0,17 0,12 0,12 -0,12 -0,12

6 -0,13 -0,14 -0,13 0,13 -0,12 0,13 0,16 0,15 0,16 0,16 0,16 0,12 0,13 0,18 0,21 0,23 0,22 0,17 0,15 0,15 0,14 -0,15 -0,15 -0,13

7 0,17 0,19 0,23 0,23 0,23 0,26 0,29 0,28 0,27 0,24 0,25 0,23 0,19 0,17 0,16 0,20 0,25 0,30 0,39 0,45 0,37 0,30 0,27 0,26

8 0,21 0,20 0,24 0,23 0,20 0,23 0,30 0,35 0,35 0,29 0,25 0,20 0,19 0,20 0,17 0,20 0,23 0,21 0,24 0,27 0,20 0,19 0,17 0,14

9 0,19 0,23 0,28 0,29 0,28 0,33 0,35 0,29 0,24 0,22 0,23 0,29 0,29 0,33 0,30 0,26 0,28 0,23 0,23 0,22 -0,19 -0,22 -0,21 -0,21

10 0,20 0,24 0,25 0,29 0,38 0,37 0,39 0,46 0,54 0,56 0,55 0,45 0,32 0,27 0,24 -0,13 -0,16 -0,17 -0,19 -0,19 -0,22 -0,23 -0,20 -0,20

11 -0,20 -0,22 -0,23 -0,25 0,29 0,32 0,37 0,49 0,53 0,56 0,55 0,45 0,43 0,41 0,41 0,25 0,29 0,35 0,40 0,42 0,34 0,30 0,27 0,28

12 0,28 0,23 0,22 0,25 0,31 0,33 0,33 0,30 0,27 0,27 0,28 0,30 0,24 -0,18 0,19 0,19 -0,24 -0,28 0,34 0,35 0,34 -0,26 -0,31 -0,28

13 0,36 0,34 0,39 0,35 -0,39 -0,41 -0,38 0,39 0,39 -0,41 0,37 0,44 0,37 -0,38 -0,42 -0,45 0,42 0,41 0,46 0,39 -0,35 -0,41 -0,39 -0,36

14 -0,32 -0,31 0,33 0,37 0,29 0,30 0,33 0,35 0,36 0,29 0,20 0,18 0,30 0,43 0,50 0,45 0,45 0,37 0,36 0,40 0,40 0,36 0,35 0,31

15 0,20 0,18 0,19 0,20 0,23 0,27 0,23 0,21 0,17 -0,21 -0,36 -0,42 -0,42 -0,30 -0,24 0,29 0,38 0,26 0,24 -0,27 -0,28 -0,35 -0,46 -0,50

16 -0,53 -0,50 -0,43 -0,41 -0,35 -0,34 -0,31 0,39 0,47 0,54 0,53 0,44 0,32 0,28 0,30 0,31 0,28 0,25 0,25 0,29 0,28 0,22 -0,21 -0,22

17 -0,20 -0,21 0,23 0,26 0,33 0,36 0,34 0,28 0,25 0,27 0,26 -0,25 -0,30 -0,34 -0,39 -0,41 -0,44 -0,44 -0,43 -0,38 -0,31 -0,31 -0,35 -0,36

18 -0,29 -0,28 -0,34 0,39 0,49 0,46 0,59 0,59 0,69 0,55 0,39 0,29 -0,28 0,30 0,33 0,31 0,33 0,32 0,41 0,58 0,56 0,44 0,29 0,34

19 0,32 -0,28 -0,29 -0,28 0,29 -0,27 -0,27 -0,32 -0,32 -0,34 -0,38 -0,39 -0,38 -0,31 -0,26 -0,23 -0,25 -0,21 0,25 0,30 0,28 0,23 -0,20 0,18

20 0,15 0,14 0,20 0,26 0,29 0,30 0,31 0,30 0,28 0,25 0,24 0,20 0,16 0,20 0,20 0,16 0,16 0,17 0,23 0,25 0,22 0,19 0,16 0,16

21 0,20 0,17 0,18 0,19 0,23 0,28 0,27 0,20 0,19 0,18 0,18 0,17 0,16 0,13 0,11 -0,11 -0,13 -0,17 -0,17 -0,15 -0,16 -0,18 -0,16 -0,16

22 -0,16 -0,15 0,14 0,14 0,17 0,19 0,23 0,20 0,21 0,24 0,21 0,17 0,15 0,16 0,14 -0,13 0,15 0,17 0,19 0,23 0,22 0,26 0,24 0,22

23 0,24 0,23 0,24 0,25 0,24 0,24 0,27 0,29 0,30 0,24 0,20 0,18 0,15 0,17 0,18 0,21 0,23 0,23 0,23 0,24 0,22 0,19 0,16 0,17

24 0,26 0,25 0,29 0,29 0,30 0,30 0,31 0,30 0,29 0,27 0,31 0,28 0,25 0,24 0,27 0,31 0,32 0,33 0,38 0,47 0,42 0,35 0,31 0,33

25 0,25 -0,25 -0,27 0,44 0,55 0,63 0,62 0,53 0,54 0,49 0,50 0,37 0,34 0,27 0,24 -0,23 -0,29 -0,31 -0,27 0,37 0,40 0,36 0,27 0,37

26 0,44 0,41 0,58 0,70 0,63 0,51 0,60 0,60 0,72 0,60 0,33 -0,31 -0,31 -0,29 -0,33 -0,34 -0,36 -0,32 -0,31 -0,24 -0,22 -0,27 -0,24 -0,22

27 0,21 0,20 0,19 0,18 -0,20 0,23 0,24 0,28 0,27 0,25 -0,23 -0,26 -0,27 -0,23 -0,22 -0,20 -0,20 -0,22 -0,21 0,18 0,17 -0,19 -0,22 -0,21

28 -0,18 -0,19 -0,20 -0,19 -0,19 -0,20 -0,20 -0,24 -0,26 -0,31 -0,36 -0,29 -0,26 -0,25 -0,24 -0,22 -0,18 -0,15 -0,14 0,20 0,19 -0,18 -0,18 -0,17

29 -0,15 -0,14 -0,12 0,14 0,18 0,19 0,15 0,13 0,14 0,11 -0,11 -0,11 -0,13 -0,12 -0,11 -0,09 0,11 0,14 0,14 0,14 0,16 0,17 0,15 -0,13

30 -0,15 0,14 0,15 0,15 0,14 -0,13 -0,15 -0,17 -0,19 -0,24 -0,26 -0,26 -0,28 -0,28 -0,32 -0,35 -0,33 -0,37 -0,32 -0,27 -0,24 -0,22 -0,22 0,21

31 0,31 0,40 0,40 0,36 0,38 0,32 0,28 0,30 0,29 0,22 -0,24 -0,25 -0,14 0,17 0,21 0,25 0,26 0,23 0,21 0,18 0,16 -0,13 -0,16 -0,14



97

Tabla 8.1.3 Desvíos estimados del parque eólico.

Seguidamente se calcula el coste que generaron los desvíos estimados. Como se vio en

capítulos anteriores, los desvíos conllevan un coste para el productor en el caso de que el

sentido de éstos sea contrario a la necesidad neta de balance del sistema. El siguiente cuadro

muestra cómo se calcula el coste de los desvíos según su sentido.

Figura 8.1.2 Coste de los desvíos según la necesidad neta de balance del sistema.

El coste de los desvíos a subir y a bajar se puede consultar en la web de red eléctrica [23].

Así pues, teniendo los costes de los desvíos a subir y a bajar en el día d y a la hora h, se puede

calcular el coste que estos supusieron en el mes de estudio de la siguiente manera.

Fecha 00-01 01-02 02-03 03-04 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,88 4,13 4,34 5,89 6,55 5,71 4,93 4,39 3,84 3,98 3,26 3,03 2,92 4,08

2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,79 3,04 6,02 6,95 7,66 6,05 6,89 7,73 7,29 7,31 7,13 5,69 -6,35 -6,51

3 -3,16 -3,08 -2,68 4,13 4,32 4,48 4,85 4,99 8,47 7,95 6,49 6,05 5,80 6,79 7,64 7,87 9,12 7,23 10,03 12,20 12,32 10,38 11,18 10,77

4 5,19 4,59 4,79 6,05 6,43 6,05 7,80 7,57 10,62 9,40 8,87 -7,85 5,20 6,67 7,95 10,02 13,55 10,95 12,34 12,00 9,71 8,37 9,97 13,21

5 8,16 7,02 7,21 6,22 6,47 7,03 7,90 7,98 10,44 10,18 8,60 7,89 8,57 11,06 11,64 8,87 8,05 8,33 8,19 8,08 5,58 5,38 -5,48 -5,63

6 -3,39 -3,10 -2,97 2,79 -2,64 2,96 3,51 4,19 7,46 7,68 7,63 5,52 6,10 8,31 9,81 10,50 10,17 8,10 7,13 6,91 6,51 -7,21 -6,85 -5,92

7 4,42 4,38 5,13 5,33 5,11 5,68 7,43 7,31 7,05 6,26 6,48 5,88 5,02 4,30 4,23 5,22 6,55 8,05 10,34 11,89 9,57 6,49 5,95 5,59

8 4,52 4,34 5,35 5,19 4,41 5,14 6,77 7,72 7,77 6,53 5,64 4,49 4,27 4,33 3,76 4,57 5,09 4,69 5,34 6,03 4,45 4,39 3,79 3,26

9 4,18 5,09 6,18 6,59 6,29 7,32 10,81 10,58 11,28 10,36 10,73 13,62 13,67 15,65 14,12 11,39 12,24 10,00 9,82 9,35 -8,18 -9,30 -9,17 -9,12

10 7,23 7,70 7,96 9,31 11,98 11,88 12,58 17,15 23,33 24,07 23,36 19,22 13,49 11,41 10,16 -5,56 -6,81 -7,15 -7,87 -7,91 -8,69 -9,40 -7,97 -7,87

11 -5,22 -4,92 -4,82 -5,20 6,46 10,12 11,78 18,09 22,81 24,35 23,58 19,00 18,25 17,36 17,51 10,82 12,30 14,93 16,94 17,75 14,88 12,75 11,46 12,17

12 8,66 6,14 5,90 6,87 8,38 8,93 8,96 9,47 13,22 13,10 13,55 14,60 11,82 -8,62 9,08 9,25 -10,21 -11,71 13,96 14,60 14,83 -11,15 -13,25 -12,12

13 11,23 9,16 10,56 9,49 -10,74 -11,09 -10,35 13,08 16,76 -17,61 15,69 19,05 15,76 -16,35 -17,83 -19,16 18,03 18,83 21,34 18,09 -16,05 -19,36 -18,35 -16,88

14 -8,42 -6,89 7,40 8,17 6,43 6,55 7,38 7,88 7,90 6,48 4,34 3,79 6,66 9,26 10,26 9,22 9,84 8,15 7,97 8,93 8,55 7,84 7,68 6,83

15 4,43 3,92 4,03 4,25 5,18 5,95 5,17 4,60 3,83 -4,72 -8,03 -9,26 -9,27 -6,60 -5,28 6,51 8,48 5,80 5,28 -6,07 -6,31 -7,86 -10,20 -11,10

16 -11,40 -10,78 -9,53 -9,00 -7,83 -7,41 -6,83 11,41 22,23 24,76 24,19 20,01 14,61 12,67 13,57 12,67 11,81 10,48 10,28 12,00 11,77 9,18 -8,99 -9,63

17 -7,05 -6,60 7,26 8,29 9,68 10,75 10,18 9,58 11,13 12,06 11,80 -11,37 -13,72 -15,54 -17,69 -18,85 -20,17 -20,25 -19,62 -17,07 -13,93 -14,07 -15,90 -16,28

18 -10,37 -8,94 -10,79 12,27 15,56 14,68 18,74 21,72 32,31 25,55 18,02 13,15 -12,50 13,48 14,88 13,74 14,68 14,55 18,75 25,88 25,72 20,25 13,23 15,80

19 11,34 -8,84 -9,31 -8,96 9,04 -8,64 -8,53 -11,63 -14,61 -15,76 -17,31 -18,10 -17,20 -14,20 -12,05 -10,51 -11,40 -9,77 11,68 13,78 12,62 10,13 -8,79 8,29

20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,61 4,64 9,06 7,56 7,63 8,09 10,53 11,81 10,23 8,70 7,39 7,41

21 5,17 3,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,34 2,42 -2,36 -2,88 -3,74 -3,78 -3,38 -3,59 -3,99 -3,61 -3,51

22 -3,52 -3,22 3,04 3,09 3,59 4,19 4,87 4,18 4,57 5,09 4,51 3,52 3,02 3,30 2,96 -2,74 3,18 3,74 4,17 4,78 4,93 5,66 5,34 4,92

23 5,25 5,04 5,30 5,62 5,25 3,66 1,06 2,88 10,28 8,39 7,05 6,36 5,35 5,89 6,45 7,37 8,02 8,10 8,02 8,56 7,60 6,60 5,57 5,97

24 2,24 1,21 1,38 1,42 1,43 1,71 2,96 4,40 11,59 11,01 12,31 11,20 9,67 9,46 10,75 12,33 12,73 12,86 15,19 18,50 16,66 13,90 12,41 12,98

25 3,34 -2,40 -2,54 4,23 5,27 6,07 5,97 7,82 21,69 19,60 19,94 15,07 13,45 10,80 9,60 -9,26 -11,64 -12,62 -11,03 15,09 15,98 14,61 10,72 15,02

26 5,92 3,94 5,53 6,68 6,01 4,92 5,77 8,91 28,73 24,27 13,17 -12,38 -12,51 -11,54 -13,33 -13,55 -14,28 -12,88 -12,65 -9,82 -8,78 -11,01 -9,86 -9,01

27 2,91 1,88 1,87 1,71 -1,92 2,23 2,34 4,13 9,68 9,29 -8,54 -10,41 -10,55 -9,26 -8,69 -8,07 -7,94 -8,80 -8,11 7,22 6,66 -7,47 -8,80 -8,22

28 -2,45 -1,83 -1,89 -1,82 -1,81 -1,90 -1,88 -2,27 -2,50 -2,94 -3,38 -2,71 -2,46 -2,34 -2,23 -2,04 -1,66 -1,37 -1,35 1,93 1,82 -1,69 -1,75 -1,65

29 -1,41 -1,36 -1,19 1,35 1,74 1,81 1,44 1,24 1,30 1,05 -1,07 -1,06 -1,23 -0,62 -0,53 -0,42 0,50 0,65 0,69 0,68 0,00 0,00 0,00 0,00

30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -0,65 -1,68 -6,80 -8,49 -9,40 -9,13 -9,71 -10,00 -11,22 -12,39 -11,60 -13,10 -11,44 -9,72 -8,59 -7,81 -7,80 7,57

31 2,72 1,94 1,92 1,75 1,81 1,54 1,35 2,98 10,24 7,94 -8,62 -8,95 -5,15 6,06 7,48 10,24 10,52 9,06 8,55 7,09 6,54 -5,35 -6,67 -5,72

< 0 > 0

Sentido del Desvio

A SUBIR

Mayor producción

A BAJAR

Menor producción

NECESIDAD DEL SISTEMA

Menor producción Mayor producción

CDSVS = PMD - PGDSVS 0

0 CDSVB = PGDSVB - PMD



98

∑∑

Dónde:

Coste de los desvíos a subir en el día d a la hora h

Coste de los desvíos a subir en el día d a la hora h

Coste que le supone al parque eólico haberse desviado en el día d a la hora h

Coste total por desvíos en los que incurre el parque eólico durante el mes

En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos para cada hora del mes:

Tabla 8.1.4 Coste horario de los desvíos del parque eólico

Como se puede comprobar, hay varias horas en las que se produjeron desvíos pero el

coste que estos supusieron fue cero. Esto ocurre porque en esas horas los desvíos se

produjeron a favor del sistema, con lo cual los desvíos correspondientes se cobraron al precio

del mercado. Sumando todos los valores, en ese mes el parque eólico tuvo un coste por

desvíos total de 60.222 €.

Con el fin de ver el peso de este coste a continuación se van a calcular los ingresos del

parque eólico y los costes de explotación.

Fecha 00-01 01-02 02-03 03-04 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 52,48 0,00 0,00 0,00 67,20 84,35 0,00 43,27 34,37 43,38

2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 69,72 136,99 125,29 71,54 45,96 0,00 0,00

3 41,34 55,09 97,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,20 84,55 346,36 388,84 308,84 285,95 286,31 580,75

4 205,06 179,94 185,80 205,60 178,11 133,43 203,41 238,41 0,00 0,00 0,00 53,71 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 367,38 475,60 267,43 322,32 0,00 267,09 593,36

5 331,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 152,55 503,71 410,38 266,53 189,68 237,43 284,74 308,27 212,13 212,55 294,05 298,08 236,76 138,06 171,17 0,00 97,35

6 0,00 0,00 0,00 0,00 78,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 110,48 101,20 190,71 138,45 150,47 194,14 150,56 140,68 0,00 0,00 0,00 0,00

7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 96,69 215,77 308,44 0,00 115,33 105,31 126,61

8 106,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 103,74 38,53 147,21 133,41 172,56 206,86 72,64 108,18 126,07 0,00 0,00 0,00 0,00

9 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 172,94 279,17 262,64 86,83 88,76 243,49 374,62 357,55 70,84 0,00 0,00 14,51

10 377,92 385,07 228,31 390,97 479,04 453,78 449,00 597,83 0,00 0,00 0,00 0,00 331,88 0,00 405,59 11,74 9,19 33,87 0,00 0,00 35,88 0,00 0,00 0,00

11 12,22 0,00 15,62 25,54 0,00 0,00 0,00 180,68 0,00 0,00 0,00 282,58 552,93 537,39 515,75 358,36 383,84 493,65 559,67 321,28 0,00 0,00 212,21 205,22

12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 91,38 129,53 120,51 155,39 218,48 306,82 498,69 333,49 0,00 0,00 0,00

13 125,62 0,00 0,00 0,00 187,91 184,71 222,79 0,00 0,00 355,93 0,00 0,00 0,00 118,22 71,51 171,48 0,00 166,64 242,21 505,21 54,42 0,00 0,00 0,00

14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 123,73 0,00 0,00 0,00 0,00 188,88 110,97 99,16 114,03 129,59 263,20 144,21 133,44 142,37 116,92

15 53,19 35,44 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 19,07 121,01 161,06 91,91 75,54 53,61 0,00 0,00 0,00 54,38 10,38 0,00 0,00 0,00 0,00

16 90,15 192,78 166,03 157,75 115,19 121,60 109,37 210,10 379,86 0,00 0,00 0,00 262,95 0,00 210,32 173,47 175,51 279,96 236,22 532,78 315,61 294,52 0,00 0,00

17 126,32 109,75 102,47 138,52 135,93 132,65 0,00 152,25 0,00 0,00 0,00 89,92 48,03 64,32 54,13 110,62 131,51 39,68 259,95 100,22 22,70 0,00 0,00 0,00

18 0,00 81,97 116,54 209,51 265,56 293,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 420,53 0,00 261,57 387,01 206,17 146,80 146,52 344,24 453,87 451,41 173,31 211,64 158,36

19 48,97 18,92 83,39 119,30 0,00 113,65 159,11 295,81 378,35 386,84 384,46 342,81 225,19 79,67 0,00 0,00 0,00 0,00 232,92 274,02 165,26 143,26 0,00 126,21

20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 106,15 0,00 0,00 0,00 135,85 212,64 0,00 0,00 0,00 0,00

21 106,56 18,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 45,42 0,00 59,81 0,00 0,00 49,83 84,98 215,88 55,23 176,23 116,74 126,03

23 0,00 0,00 0,00 120,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 82,56 0,00 142,01 0,00 0,00 0,00 145,85 311,76 141,50 139,61 132,77 230,77

24 66,70 49,75 37,76 37,97 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 227,98 379,20 424,19 460,19 432,96 356,42

25 127,62 6,10 22,62 0,00 0,00 0,00 0,00 20,10 0,00 720,15 553,41 284,89 398,98 175,82 185,14 0,00 0,00 0,00 31,32 367,41 314,80 477,50 420,18 475,22

26 203,71 136,19 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 165,20 0,00 0,00 0,00 32,18 0,00 2,77 0,00 10,84 19,56 13,66 151,82 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

27 0,00 0,00 0,00 0,00 31,63 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 131,92 120,91 0,84 18,24 9,90 19,45 28,74 30,89 18,65 144,77 90,55 0,00 0,00 0,00

28 0,00 0,00 23,07 17,20 24,56 26,27 36,94 29,70 45,31 53,84 75,20 68,57 53,84 48,42 30,78 53,66 23,29 23,81 0,00 57,21 76,40 0,22 12,08 0,00

29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,52 0,00 0,00 0,00 21,32 31,12 26,49 0,00 0,00 0,00 0,00

30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,22 29,88 127,88 127,02 119,23 110,27 36,62 51,09 11,22 65,77 68,30 84,37 109,40 55,00 20,70 0,00 0,00 144,37

31 47,77 38,47 15,99 12,23 3,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 87,05 189,44 16,83 0,00 0,00 0,00 0,00 3,17 160,07 79,58 139,59 0,00 0,00 32,64



99

Para cálculo de los ingresos del parque se hace uso del precio del mercado diario [24]:

∑∑

En cuanto a los costes de explotación, AEE [5] en el estudio “Estudio de costes del sector

eólico. Realizado por Intermoney para AEE” proporciona los siguientes valores:

Tabla 8.1.5 Costes de explotación de un parque eólico

Así pues, los ingresos mensuales del parque eólico, el coste de explotación y el coste por

desvíos son los siguientes:

Tabla 8.1.6 Balance económico del parque eólico

Analizando los resultados se comprueba que el coste por desvíos supone un 5,7 % de los

ingresos totales del parque eólico. Además representan el 11 % de los costes totales del

parque.

8.2 Compensación de los desvíos mediante batería de Sodio-Azufre

A continuación se va a estudiar la posibilidad de compensar los desvíos producidos con

baterías de Na-S y el beneficio que esto podría generar. Para ello es necesario conocer ciertas

características de esta tecnología como son el coste de inversión, el coste de operación, la

eficiencia y la vida del sistema.

En los sistemas de almacenamiento hay que tener en cuenta dos conceptos a la hora de

calcular el coste de inversión, estos son la potencia y la capacidad de almacenamiento de

energía del sistema. Motivado por la gran cantidad de proyectos, existe variada información

acerca de los costes de esta tecnología. Richard Baxter, en “Energy Storage: A non technical

guide” [6], aporta una visión bastante optimista situando la tecnología en torno a los 600 €/kW

sosteniendo, además, que al tratarse de una tecnología reciente, pueden esperarse

reducciones de hasta un 33% en el precio. En “Analysis of the cost per kilowatt hour to store

Coste de explotación y gestión €/MWh 20,19

Operación y mantenimiento €/MWh 10,83

Costes de gestión €/MWh 9,36

Ingresos (€) 1.057.297,33

Coste explotación(€) 488.888,92

Coste desvios (€) 60.221,47

Beneficio (€) 508.186,95



100

electricity” [15], se cifra el coste de la tecnología por unidad de energía en los 150 €/kWh.

Si bien, para el sistema completo, incluyendo SAP así como otro equipamiento anejo,

también se recogen datos de costes. En este sentido, las cifras se mueven entre los 1000 €/kW

y los 3000 €/kW [25]. En este estudio por simplicidad se usará este dato.

Estimar el coste de operación de las baterías es más complejo, puesto que depende de la

potencia del sistema, del número de ciclos, de la profundidad de descarga que se haga del

dispositivo de acumulación, etc. Aun así, el coste de operación de esta tecnología se considera

que es bajo, por lo que los costes fijos se van a estimar en 1000 €/MW-año y los costes

variables en 1 €/MWh.

La eficiencia de este tipo de sistemas está situada en torno al 90% [10]. Las estimaciones

de vida útil dependen de la profundidad de descarga que se haga del dispositivo de

acumulación, se tiene un número dado de ciclos de carga/descarga que el sistema es capaz de

soportar sin perjuicio alguno. Está claro que a cuánta mayor profundidad de descarga menor

será el número de ciclos de aguante del sistema. En rasgos generales, la vida útil de las baterías

de Na-S se sitúa en torno a los 15 años [11].

A continuación se muestra una tabla modo resumen con las características de las baterías

de Na-S:

Tabla 8.2.1 Características de las baterías de Na-S

Tecnología Na-S

Coste Inversión 1000 €/KW

Costes Fijos O&M 1000 €/MW-año

Costes Variables O&M 1 €/MWh

Vida 15 años

Eficiencia 90%

Como se vio anteriormente, el coste mensual por desvíos en la producción del parque

eólico se estiman en 60.222 €, es decir, estos serían los beneficios mensuales que obtendría el

parque si con la instalación de un sistema de almacenamiento lograra compensara la totalidad

de sus desvíos. Pero la instalación de un sistema capaz de compensar el cien por cien de los

desvíos no es una solución óptima, e incluso puede no ser rentable, puesto que dada la

variabilidad existente en la producción eólica y sus desvíos, pueden existir casos aislados de

valores altos de desvíos. En la siguiente tabla se muestra, según la potencia del sistema de

almacenamiento, el número de casos que no se podrían cubrir:



101

Tabla 8.2.2 Tabla con el porcentaje de casos cubiertos según la potencia del sistema de

almacenamiento.

Como se puede comprobar, para los valores más altos de potencia, el porcentaje de casos

cubiertos es muy similar, lo que implica que invirtiendo en un sistema de almacenamiento de

menor potencia, y por lo tanto más barato, se obtendrían beneficios muy similares.

Con el fin de poder identificar cual sería la potencia más idónea de las baterías de Na-S, se

va a calcular, para distintas potencias del sistema de almacenamiento, la inversión que habría

que realizar y el valor actual neto (VAN).

∑

Donde:

Valor del desembolso inicial de la inversión

Tasa de descuento

Flujo de caja en el periodo t

Número de años de vida del proyecto

Para calcular el VAN es necesario definir la tasa de descuento, pero además hay que tener

en cuenta el efecto del incremento del precio de la energía eléctrica. Así pues, si se tiene un

Potencia sistema

almacenamiento (MW)

Nº de casos no

cubiertos

% de casos

cubiertos

30 1 99,86

28 2 99,71

25 5 99,28

22 15 97,83

20 22 96,82

17 52 92,47

15 72 89,58

12 202 70,77

10 227 67,15

9 276 60,06

8 334 51,66

7 401 41,97

6 458 33,72

5 517 25,18

3 605 12,45



102

incremento anual del precio de la energía ΔP y una tasa de descuento d, entonces la tasa de

descuento equivalente se obtiene de la siguiente manera:

Para este proyecto se va a considerar una tasa de descuento del 6 % y un incremento

anual del precio de la energía del 5%.

En este caso el flujo de caja son los beneficios obtenidos por la compensación de los

desvíos. A estos beneficios hay que restarle las pérdidas derivadas de la eficiencia del sistema y

los costes de mantenimiento. Con la siguiente fórmula se determina el flujo anual de caja.

En el siguiente cuadro se recogen los resultados obtenidos, en él se muestra para distintas

potencias la inversión a realizar, el flujo anual de caja, los ingresos que se conseguirían por

compensar los desvíos y el VAN del proyecto.

Tabla 8.2.3 Tabla de costes e ingresos según la potencia de la batería de Na-S.

Potencia Baterias

Na-S (MW)Inversión

Flujo anual

de cajaIngresos VAN

25 25.000.000 554.270 7.713.368 -17.286.632

22 22.000.000 555.938 7.736.583 -14.263.417

20 20.000.000 557.573 7.759.333 -12.240.667

17 17.000.000 553.572 7.703.661 -9.296.339

15 15.000.000 544.021 7.570.750 -7.429.250

12 12.000.000 512.439 7.131.244 -4.868.756

10 10.000.000 471.844 6.566.312 -3.433.688

8 8.000.000 410.706 5.715.500 -2.284.500

5 5.000.000 281.733 3.920.666 -1.079.334

3 3.000.000 177.380 2.468.472 -531.528

1 1.000.000 61.610 857.381 -142.619



103

Figura 8.2.1 Gráfica de inversión e ingresos netos según la potencia de la batería de Na-S

Como era de esperar, en los valores de potencia más altos los beneficios conseguidos son

prácticamente los mismos, a partir de los 15 MW en adelante los beneficios empiezan a bajar.

Aunque la curva de inversión decrece con la potencia instalada más rápido que la curva de

beneficio nunca llegan a cruzarse, es decir, los ingresos no superan la inversión en ningún caso,

por ello el VAN es negativo para todas las potencias estudiadas. Así pues, examinando los

resultados se comprueba que en ningún caso llega a ser rentable la instalación de este tipo de

baterías.

Según muestra el estudio, el coste de este tipo de sistemas aún es elevado como para

usarlo en la compensación de desvíos.

8.2.1 Experiencias internacionales

A pesar de que el precio de las baterías de Na-S puede resultar elevado, ya existen

instalaciones en el mundo que usan este tipo de tecnología.

Desde mayo de 2008 se encuentra operativo en el parque eólico de Futamata (propiedad

de Japan Wind Development Company) en Rokkasho (prefectura de Aomori, Japón) un SAE

basado en tecnología de baterías de sodio-azufre. La potencia eólica instalada de 51 MW

mientras que la nominal proporcionada por las baterías Na-S es de 34 MW [25]. El objetivo del

proyecto es el de demostrar que la tecnología es capaz de proporcionar una salida de potencia

firme, cubrir con el perfil de generación previsto, proporcionar regulación de potencia y dotar

de reserva rodante a la red.

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

25 22 20 17 15 12 10 8 5 3 1

Euro

sPotencia sistema almacenamiento vs

Inversión e Ingresos

Ingresos

Inversión

Potencia (MW)



104

8.3 Compensación de los desvíos mediante CAES

A continuación, el mismo estudio que se ha hecho con las baterías de Na-S se va a llevar a

cabo con la tecnología de almacenamiento de aire comprimido con el fin de comprobar su

rentabilidad económica como apoyo en la explotación de un parque eólico.

Para ello, igual que se hizo anteriormente con las baterías, es necesario conocer ciertas

características de la tecnología CAES como son el coste de inversión, el coste de operación, la

eficiencia y la vida del sistema.

El coste de inversión de una planta de CAES depende del medio de almacenamiento, la

capacidad de la planta (potencia), y la energía que es capaz de almacenar. Para el sistema

completo las cifras se mueven entre los 700 €/kW y los 1200 €/kW [25]. En cuanto a los costes

de mantenimiento, los valores que se dan en [11] son 3000 €/MW-año y 2 €/MWh para

costesfijos y variables respectivamente.

La eficiencia de este tipo de sistemas es algo menor que la de las baterías de Na-S, se

mueve en un rango 70% y 80% [10]. Por el contrario, la vida útil de la tecnología CAES es

bastante mayor que la de las baterías, según la documentación consultada esta vida es mayor

de 30 años, pudiendo llegar hasta los 50 años de vida [10].

En la siguiente tabla se recoge resumidamente los datos que se van a usar para la

realización del estudio:

Tabla 8.3.1 Características de los sistemas CAES

Tecnología CAES

Coste Inversión 800 €/KW

Costes Fijos O&M 3000 €/MW-año

Costes Variables O&M 2 €/MWh

Vida 40 años

Eficiencia 75%

Seguidamente, igual que se hizo con las baterías de Na-S, se va a calcular para distintas

potencias del sistema de almacenamiento, la inversión que habría que realizar y los beneficios

que se generarían en los 40 años de vida del CAES. En el siguiente cuadro se recogen los

resultados obtenidos, en él se muestra para distintas potencias la inversión a realizar, el flujo

anual de caja, los ingresos que se conseguirían por compensar los desvíos y el VAN del

proyecto.



105

Tabla 8.3.2 Tabla de costes e ingresos según la potencia del sistema CAES

Figura 8.3.1 Gráfica de inversión e ingresos netos según la potencia del sistema CAES

Como se puede comprobar, las curvas son muy similares a las de las baterías de Na-S. A

pesar de que los sistemas CAES poseen una peor eficiencia y unos mayores costes de

mantenimiento los ingresos obtenidos a lo largo del ciclo de vida del sistema son superiores

que en las baterías de Na-S. Esto es debido a que los sistemas CAES tienen 25 años más de vida

que las baterías de Na-S. Esto unido a que el coste de inversión del CAES es menor, hace que

en esta tecnología si existan casos en los que resulte rentable compensar los desvíos con una

instalación de este tipo. La potencia del sistema a partir de la cual es rentable la instalación de

un sistema CAES son 12 MW. El valor óptimo para el cual de obtendrían más beneficios son 8

MW.

Potencia

CAES (MW)Inversión

Flujo anual

de cajaIngresos VAN

25 20.000.000 325.108 10.771.949 -9.228.051

22 17.600.000 333.687 11.056.210 -6.543.790

20 16.000.000 339.637 11.253.349 -4.746.651

17 13.600.000 344.287 11.407.441 -2.192.559

15 12.000.000 342.369 11.343.872 -656.128

12 9.600.000 326.846 10.829.557 1.229.557

10 8.000.000 302.429 10.020.508 2.020.508

8 6.400.000 263.549 8.732.282 2.332.282

5 4.000.000 180.566 5.982.773 1.982.773

3 2.400.000 113.709 3.767.568 1.367.568

1 800.000 39.551 1.310.476 510.476

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

25 22 20 17 15 12 10 8 5 3

Euro

s

Potencia sistema almacenamiento vs Inversión e Ingresos

Ingresos

Inversión

Potencia (MW)



106

Cabe destacar que la curva de ingresos es creciente desde los 25 MW a los 17 MW, esto es

debido a que para estos valores los costes fijos de mantenimiento superan los ingresos de más

que se obtendrían por aumentar la potencia del sistema.

8.3.1 Experiencias internacionales CAES

Actualmente existen sólo dos instalaciones de este tipo, esto es debido a la dificultad de

encontrar lugares idóneos para el almacenamiento del aire comprimido. En 1973 se instaló en

Alemania (Huntorf) la primera planta de almacenamiento de energía en aire comprimido,

haciendo uso de las cuevas naturales del subsuelo como almacén. Su potencia instalada es de

320 MW y posee una capacidad de almacenamiento de 580 MWh. La segunda se encuentra en

McIntosh, Alabama, EE.UU. y comenzó a funcionar en 1991 con una salida de 110 MW y 2.860

MWh de capacidad de almacenamiento [25].

En Estados Unidos, el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL) está estudiando

dos posibles enclaves en el estado de Washington para una nueva planta de aire comprimido

CAES, que se uniría a las de Huntorf y Alabama. Están estudiando dos grutas de basalto, a casi

500 m de profundidad, cercanas a líneas de alta tensión y situadas alrededor del río Columbia.

Este laboratorio americano pretende almacenar los excedentes de energía eólica que se

produce principalmente por la noche y que equivale a la demanda de 85.000 hogares.

8.4 Posibilidades de beneficio de los sistemas de almacenamiento

Este proyecto consiste en un análisis del coste de los desvíos de las energías renovables y

posibles soluciones para mitigarlos, por lo que el estudio de la explotación conjunta de un

parque eólico con un sistema de almacenamiento se ha enfocado exclusivamente sobre los

beneficios económicos que se generarían de la compensación de estos desvíos. Pero como se

verá a continuación la instalación de un sistema de almacenamiento puede generar más

beneficios de los que se consiguen simplemente compensando los desvíos con los excesos de

generación del propio parque.

8.4.1 Compra/Venta de energía

Se podría estudiar un modelo más complejo en el que, además de abastecer al sistema de

almacenamiento con los excesos de producción del parque eólico, se permitiesen las ofertas

de compra al Mercado Eléctrico.

http://www.pnl.gov/

http://caes.pnnl.gov/pdf/PNNL-22235.pdf

http://caes.pnnl.gov/pdf/PNNL-22235.pdf



107

Figura 8.4.1 Esquema de compra/venta en la explotación conjunta de parque eólico y sistema

de almacenamiento.

El precio de la energía en horas de valle es menor que en horas de punta. Por tanto si se

acumula (se compra) la energía por la noche y se sirve (se vende) la energía el resto del día se

puede llegar a tener un beneficio en concepto de compra/venta de energía. Con el fin de

estimar los beneficios que podría generar la realización de esta práctica se ha calculado para

cada hora del día el promedio del precio marginal diario del año 2012 [24]. En la siguiente

tabla se muestran los resultados obtenidos.

Figura 8.4.2 Gráfica del promedio del precio marginal diario.

Como se puede comprobar la morfología de la curva es similar a la de la curva de carga

diaria, es un resultado esperado, puesto que es lógico pensar que cuando mayor es la

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

€/M

Wh

Promedio precio marginal diario



108

demanda mayor será el precio de la energía. Los valores más bajos del precio marginal diario

se producen entre las 3-6 horas con un valor en torno a los 35 €/MWh, por otro lado los

valores más altos del precio marginal diario se producen entre las 20-23 horas con un valor en

torno a los 55 €/MWh. Esto quiere decir que si se comprara energía a las horas de precio

mínimo y se vendiera a las horas de precio máximo se podría obtener un beneficio de

20€/MWh.

A continuación se va a estimar los beneficios que se podrían generar en uno de los casos

de estudio de la explotación conjunta de un parque eólico con un sistema de almacenamiento.

En concreto, se ha escogido el caso del sistema CAES de 12 MW por ser la mayor potencia de

almacenamiento para la que se obtienen beneficios.

El estudio consiste en la compra de energía en las horas valle y la venta de esta en las

horas donde el precio de la energía sea mayor con las siguientes restricciones:

- El máximo de energía que se puede comprar o vender en cada hora son 12 MWh.

- No se podrá comprar ni vender energía en las horas que el sistema de almacenamiento

esté operando a potencia nominal porque así lo requieran los desvíos de producción.

- No se podrá comprar energía en las horas que el sistema se esté descargando para

compensar el déficit de generación.

- No se podrá vender energía en las horas que el sistema se esté cargando por exceso de

generación.

Cumpliendo estas restricciones se obtiene el siguiente programa de compra/venta de

energía en el que los valores negativos corresponden a compra y los valores positivos

corresponden a venta:



109

Tabla 8.4.1 Tabla del programa de compra/venta de energía.

Aplicando el precio marginal de la energía en cada hora [24] se obtienen unos ingresos

mensuales de 12.884 €. Para calcular el ingreso neto habría que tener en cuenta la eficiencia del

sistema (75%) y los costes variables de mantenimiento (2 €/MWh). Restando estos valores se

obtiene un ingreso neto mensual por compra/venta de energía de 6.660 €, lo que hace un

ingreso neto anual de 79.922 €.

Para calcular los ingresos que se obtendrían a los largo del ciclo de vida del sistema CAES

se usa la fórmula del VAN, teniendo en cuenta que en este caso la inversión a realizar sería cero.

Así pues, el valor obtenido de ingresos por compra/venta de energía es 2.648.085 €.

8.4.2 Participación en los mercados de regulación secundaria y terciaria

Como se vio en capítulos anteriores, las bandas de regulación secundaria y terciaria son

servicios complementarios, ofrecidos por los generadores y gestionados por el OS, tienen

como objetivo que el suministro se realice en condiciones de seguridad y fiabilidad en todo

momento y que puedan resolverse desequilibrios entre la generación y la demanda en tiempo

real. La seguridad y fiabilidad que aporta el tener energía almacenada hace que sea posible

acudir a estos mercados para realizar ofertas.

Fecha 00-01 01-02 02-03 03-04 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

1 - - -12,00 -12,00 -12,00 -12,00 - - 12,00 12,00 - - - - - - - - - - - - - -

2 - - -12,00 -12,00 -12,00 -12,00 - - 12,00 12,00 - - - - - - - - - - - - 5,65 5,49

3 - - - -7,87 -7,68 -7,52 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4 - - -7,21 -5,95 -5,57 -5,95 - - - - - 4,15 - - - - - - - - - - - -

5 - - -4,79 -5,78 -5,53 -4,97 - - - - - - - - - - - - - - - - 6,52 6,37

6 - - - -9,21 - -9,04 - - - - - - - - - - - - - - - 4,79 5,15 6,08

7 - - -6,87 -6,67 -6,89 -6,32 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

8 - - -6,65 -6,81 -7,59 -6,86 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

9 - - -5,82 -5,41 -5,71 -4,68 - - - - - - - - - - - - - - 3,82 2,70 2,83 2,88

10 - - -4,04 -2,69 -0,02 -0,12 - - - - - - - - - 6,44 - 4,85 4,13 4,09 3,31 2,60 4,03 4,13

11 - - - - -5,54 -1,88 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

12 - - -6,10 -5,13 -3,62 -3,07 - - - - - - - 3,38 - - - 0,29 - - - 0,85 - -

13 - - -1,44 -2,51 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

14 - - -4,60 -3,83 -5,57 -5,45 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

15 - - -7,97 -7,75 -6,82 -6,05 - - - 7,28 3,97 2,74 2,73 5,40 6,72 - - - - 5,93 5,69 4,14 1,80 0,90

16 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3,01 2,37

17 - - -4,74 -3,71 -2,32 -1,25 - - - - - 0,63 - - - - - - - - - - - -

18 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

19 - - - - -2,96 - - - - - - - - - - 1,49 - 2,23 - - - - 3,21 -

20 - - -12,00 -12,00 -12,00 -12,00 - - 12,00 12,00 12,00 12,00 - - - - - - - - - - - -

21 - - -12,00 -12,00 -12,00 -12,00 - - 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 - - 9,64 - 8,26 8,22 8,62 8,41 8,01 8,39 8,49

22 - - -8,96 -8,91 -8,41 -7,81 - - - - - - - - - 9,26 - - - - - - - -

23 - - -6,70 -6,38 -6,75 -8,34 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

24 - - -10,62 -10,58 -10,57 -10,29 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

25 - - - -7,77 -6,73 -5,93 - - - - - - - - - 2,74 - - 0,97 - - - - -

26 - - -6,47 -5,32 -5,99 -7,08 - - - - - - - 0,46 - - - - - 2,18 3,22 0,99 2,14 2,99

27 - - -10,13 -10,29 - -9,77 - - - - 3,46 1,59 1,45 2,74 3,31 3,93 - 3,20 3,89 - - 4,53 3,20 3,78

28 - - - - - - - - 9,50 9,06 8,62 9,29 9,54 9,66 9,77 9,96 - 10,63 10,65 - - 10,31 10,25 10,35

29 - - - -10,65 -10,26 -10,19 - - - - 10,93 10,94 10,77 11,38 11,47 11,58 - - - - 12,00 12,00 12,00 12,00

30 - - -12,00 -12,00 -12,00 -12,00 - - 5,20 3,51 2,60 2,87 2,29 2,00 0,78 - - - 0,56 2,28 3,41 4,19 4,20 -

31 - - -10,08 -10,25 -10,19 -10,46 - - - - 3,38 3,05 6,85 - - - - - - - - 6,65 5,33 6,28



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8. EXPLOTACIÓN DE UN PARQUE EÓLICO CON APOYO DE UN …

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