Almacenamiento Energético Por Bombeo Reversible En La Isla De Gran Canaria: Contribuciones

Abstract

Para lograr los objetivos mínimos de penetración de fuentes de energías renovables (RES, por sus siglas en inglés) y desarrollo del almacenamiento energético que los diferentes organismos han marcado, esta tesis aporta dos contribuciones: una propuesta metodológica de evaluación del potencial de almacenamiento energético por bombeo hidráulico (PHES) y un modelo de operación dinámico de sistemas PHES. En la Contribución 1, el objetivo es proponer una metodología universal modulable de réplica sencilla que sirva como herramienta para la evaluación del potencial viable de PHES en un determinado territorio, mediante el uso de un paquete de restricciones previamente prediseñado. Se incluye un algoritmo de optimización. Además, los resultados se clasifican en cuencas o intercuencas de barrancos y demuestran que el alto potencial supuesto a priori se reduce considerablemente, evidenciando la importancia que tiene que las restricciones aplicadas se adapten al territorio en cuestión. Se aplica la metodología en la isla Gran Canaria, por su enorme cantidad de grandes presas y por no disponer de ninguna central hidroeléctrica a gran escala actualmente. En la Contribución 2, el objetivo principal es crear un modelo de operación dinámico que estudie la aportación de un sistema PHES a un determinado mercado eléctrico en un escenario de aumento de la penetración de RES. Se aplica el modelo al caso de la central Salto de Chira, en la isla de Gran Canaria. Los resultados validan la estrategia de operación de la central de ciclo instantáneo y la necesidad de; aprovechar otras centrales PHES; usar otras tecnologías de almacenamiento; y continuar utilizando fuentes de energías convencionales (CES, por sus siglas en inglés) hasta que las RES puedan cubrir por sí mismas la demanda eléctrica. El modelo se valida al emitir resultados fidedignos en los márgenes establecidos en el proyecto de la central y también porque se encuentran en el rango de las diferentes previsiones realizadas hasta el momento./In order to achieve the minimum targets for the penetration of renewable energy sources (RES) and the development of energy storage set by the different organisations, this thesis provides two contributions: a methodological proposal for the evaluation of the potential for pumped hydro energy storage (PHES) and a dynamic operation model for PHES systems. In "Contribution 1", the objective is to propose a universal, modularised methodology for simple replication that serves as a tool for the evaluation of the viable potential of PHES in a given territory, through the use of a package of predesigned constraints. An optimisation algorithm is included. Furthermore, the results are classified in basins or interbasins of ravines and demonstrate that the high potential assumed a priori is considerably reduced, showing how important it is that the restrictions applied are adapted to the territory in question. The methodology is applied to the island of Gran Canaria, because of its large number of large dams and the fact that it does not have any large scale hydroelectric power plants at present. In "Contribution 2", the main objective is to create a dynamic operation model that studies the contribution of a PHES system to a given electricity market in a scenario of increased RES penetration. The model is applied to the case of the Salto de Chira power plant on the island of Gran Canaria. The results demonstrate the optimisation of the plant's operation strategy and the need to: take advantage of other PHES plants; use other storage technologies; and continue using conventional energy sources (CES) until the RES can cover the electricity demand on their own. The model is validated by providing reliable results within the margins established in the power plant project and also because they are within the range of the different forecasts made so far.