En una reciente Informe del NREL, se entrevistó a 13 entidades operadoras de la Interconexión Occidental y se descubrió que "la previsión de la generación variable (VG) se considera en general un medio clave para integrar la energía eólica y solar de forma eficiente y fiable a medida que estos recursos se hacen cada vez más comunes".
Esto incluye la previsión no sólo de las plantas eólicas y solares a escala de los servicios públicos, sino también de la generación distribuida "detrás del contador". De hecho, la mitad de las entidades operativas entrevistadas afirmaron que la previsión de la generación detrás del contador es una "necesidad inminente", aunque el informe del NREL reconoce que se trata de una tecnología emergente. "Si la previsión solar está en pañales, la previsión solar distribuida está en una fase aún más rudimentaria. Las entidades operadoras se están preguntando a qué datos pueden acceder y cómo pueden utilizarlos".
La previsión solar distribuida crece
La previsión precisa de la producción de la flota fotovoltaica detrás del contador presenta desafíos únicos, ya que la producción de cualquier sistema fotovoltaico (FV) en un momento dado está sujeta a una variedad de variables, desde el recurso solar disponible y las características únicas de cada sistema fotovoltaico, hasta los requisitos de previsiones frecuentes y precisas para cumplir con los horizontes de tiempo requeridos para el equilibrio de la carga y las operaciones de despacho de reserva.
La Iniciativa Solar de California (CSI) ha sido una campeona de la previsión solar, y como resultado de los recientes premios de Investigación, Desarrollo, Demostración y Despliegue (I+D+I), las tecnologías de previsión están avanzando rápidamente. Los receptores de dos Premios CSI RD&D y un proyecto CEC PIER Clean Power Research ha desarrollado y probado nuevas tecnologías de previsión fotovoltaica detrás del contador. Estos proyectos nos han permitido desarrollar capacidades integrales para la generación de previsiones, incluyendo una base de datos de recursos solares de última generación para todo el estado de California, metodologías de simulación de flotas y una arquitectura masivamente paralela que utiliza la computación en la nube para realizar simulaciones rápidas.
Como resultado del proyecto más reciente, el Operador del Sistema Independiente de California (ISO) recibe hoy una previsión cada treinta minutos de la mayoría de los sistemas fotovoltaicos distribuidos en su territorio de servicio. Cada previsión es el resultado de una serie de cálculos:
- Crear una previsión solar utilizando datos de satélite de alta resolución, enfoques de vectores de movimiento de nubes y modelos numéricos de predicción meteorológica.
- Correlacionar los datos de series temporales de recursos solares específicos de cada lugar con cada sistema incluido en la previsión. En la actualidad se trata de unos 185.000 sistemas fotovoltaicos, pero el número sigue creciendo.
- Simular la producción de energía fotovoltaica para cada sistema individual.
- Agregue los resultados según cinco regiones definidas por la ISO de California.
- Entregar las previsiones a la ISO de California.
Estos proyectos han demostrado no sólo que se pueden producir con precisión datos de alta resolución sobre el recurso solar, sino que también se pueden combinar con las especificaciones de los sistemas fotovoltaicos para simular con precisión la producción de la flota fotovoltaica. Además, hemos demostrado que, utilizando los recursos informáticos adecuados y la arquitectura del sistema subyacente, el proceso de simulación puede realizarse con la suficiente rapidez -incluso cuando se prevé la producción de cientos de miles de sistemas- para satisfacer los requisitos de las aplicaciones de equilibrio de carga de la ISO en el mundo real.
Los argumentos para empezar pronto
Las personas que respondieron a la investigación del NREL sobre la mejora de las previsiones de VG en el Oeste aconsejaron "empezar cuanto antes, ya que puede llevar tiempo planificar, preparar y entrenar una previsión". Es un consejo sabio. La precisión de las previsiones depende de la exactitud de sus datos. Un dato clave son las especificaciones detalladas del sistema fotovoltaico, como el fabricante y el modelo, el número de paneles, el fabricante y el modelo del inversor, el número de inversores, el acimut del sistema, la inclinación del sistema y otros datos.
La previsión de la ISO de California es posible hoy en día gracias a que la CSI se centró desde el principio en la administración eficiente de los incentivos. Nuestro programa PowerClerk programa ha apoyado la administración del programa CSI desde su inicio. Al tiempo que procesaba los incentivos a través de PowerClerk, California desarrolló simultáneamente una completa base de datos que incluye información sobre todos los sistemas fotovoltaicos que han recibido incentivos en el marco del programa CSI.
La previsión de la ISO de California incluye la "mayoría" de los sistemas fotovoltaicos distribuidos en su territorio, pero no todos. A medida que California hace realidad la visión original de la CSI de un mundo sin incentivos en el que los consumidores instalan sistemas fotovoltaicos sin incentivos de la CSI -y esto muchos años antes del plazo original de 2016-, las especificaciones detalladas de los sistemas ya no se recogen de forma unificada para el estado de California.
Hoy en día, es más importante que nunca recopilar las especificaciones del sistema para todos los sistemas fotovoltaicos detrás del contador. Creemos que esto puede lograrse de forma más coherente a través del proceso de interconexión. Por ello, estamos aprovechando las lecciones aprendidas durante la última década en el procesamiento de aproximadamente tres cuartas partes de los incentivos fotovoltaicos distribuidos en Estados Unidos para desarrollar una herramienta de interconexión basada en la web: PowerClerk® Interconnect™.
Con el apoyo de un Premio del DOE a la incubadora SunShotPowerClerk Interconnect aporta la potencia de PowerClerk al proceso de interconexión. Además de agilizar drásticamente el proceso de interconexión, PowerClerk Interconnect proporciona el componente crítico de las especificaciones detalladas del sistema fotovoltaico necesarias para una previsión precisa de la flota fotovoltaica detrás del contador.
Mirando al futuro
Hay un camino claro hacia la previsión de la producción de la flota fotovoltaica detrás del contador. Como industria, tenemos que seguir recopilando especificaciones detalladas de los sistemas fotovoltaicos, muy probablemente a través del proceso de interconexión. Como empresa, seguimos mejorando el modelo de previsión para aumentar su precisión y colaboramos en la integración de las previsiones en las herramientas de software que utilizan las empresas de servicios públicos y las ISO para el equilibrio de la carga y las operaciones de despacho de reservas. También estamos trabajando en la ampliación de la disponibilidad en todo Estados Unidos para ayudar a satisfacer la "necesidad inminente" de previsión del parque fotovoltaico detrás del contador.
Recursos
Convocatoria de I+D+i de la CSI 3: Integración de la energía fotovoltaica en las herramientas de planificación y explotación de los servicios públicos
Convocatoria CSI RD&D 1: Modelización y verificación avanzadas para la fotovoltaica de alta penetración