Integración de energía eólica en sistemas con generación hidroeléctrica mayoritaria

Resumen

El objetivo principal de esta tesis es mostrar cómo en una región en donde la generación hidroeléctrica es la principal fuente de energía, se integra la generación eólica de manera que se pueda depender menos de la generación por medio de combustibles fósiles. El aumento de la demanda de un país con generación hidroeléctrica mayoritaria puede ser afrontado con otros tipos de generación renovable, como sería la eólica, aprovechando sus sinergias. La generación hidroeléctrica es la principal energía renovable utilizada a nivel mundial; pero en los últimos años la generación eólica es la que más se ha instalado. Si en una región aparte de sus recursos hídricos, cuenta con potencial eólico, se puede explotar al máximo sus recursos de generación renovable. En esta tesis se trabaja en esa dirección, abordando los puntos que a continuación se exponen. Se desarrolla un método para describir escenarios diferentes de generación hidroeléctrica basados en el factor de capacidad. Se implementa un modelo matemático que describe un mercado eléctrico a medio plazo (meses) y a largo plazo (años). La generación de cada planta se mide por su aporte mensual. Además se consideran escenarios hídricos (alto, medio y bajo), para elaborar un árbol de escenarios. Para el mercado eléctrico de Panamá se desarrollan casos de estudio, utilizando plantas reales existentes, una hidroeléctrica y una térmica a base de carbón, adicional a parques eólicos que entraran en el mix de generación próximamente. Se evalúan los casos de estudio de dos formas: en base al costo de la energía y por la generación mensual de cada tecnología. Se asume que la energía es vendida en un mercado liberalizado, con un rango temporal de medio plazo y de largo plazo. En donde las ofertas de los generadores se presentan en licitaciones públicas, para suplir la demanda de las empresas distribuidoras. Los resultados de este trabajo evidencian que en los meses en donde hay mayor generación eólica el costo de la energía desciende. La generación eólica desplaza en la misma medida la generación térmica a base de combustibles fósiles. La generación hidroeléctrica no se ve afectada, en cuanto a la cantidad que produce en el año, por la introducción de eólica. En los casos de estudio se llegó a un porcentaje de penetración alto de eólica, con confiablidad para el suministro eléctrico. Esto demuestra que Panamá, que ya por año ha llegado a un porcentaje de generación hidroeléctrica del 60% del total; puede disminuir significativamente la generación térmica. Cada MWh generado por una eólica es un MWh menos generado por una central térmica a base de combustible fósil, con el consiguiente menor costo de la energía y menor emisión de gases de efecto invernadero.