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Además de utilizar el sistema de baterías para reducir los picos de demanda, AEP prevé emplearlo para acumulación y almacenamiento de energía eléctrica para despacho posterior y que sea generada por unidades de generación intermitentes como aeroturbinas y células solares. El nombre que se le da al sistema―el Sistema de Almacenamiento de Energía Distribuida (DESS)―sugiere que tendrá muchas aplicaciones en las redes de transmisión y distribución de las empresas suministradoras. “Nuestra meta es desplegar suficiente capacidad de almacenamiento de energía distribuida en nuestras redes eléctricas a lo largo de la próxima década”, declaró el Gerente de Programas de AEP, Ali Nourai. “Pretendemos tener un sistema muy flexible que pueda absorber la capacidad de generación distribuida operada por los clientes al momento de conectarse con nuestra red eléctrica”.

AEP y otras empresas suministradoras estadounidenses actualmente están realizando pruebas en campo de varios sistemas de almacenamiento de energía distribuida. Aunque el proyecto de las baterías en Charleston (que costó aproximadamente $2,000/kW) fue ligeramente más costoso que realizar la actualización de los componentes de la subestación para que manejaran cargas mayores, se espera que el sistema produzca muchos beneficios intangibles, incluyendo la experiencia operativa que es única e invaluable.

El proyecto se financió parcialmente con una donación hecha por los Laboratorios Sandia National del Departamento de Energía de E.U.A. Sandia monitoreará estrechamente el desempeño del sistema durante el primer año de servicio y generará informes pormenorizados que les ayudarán a otros usuarios potenciales del almacenamiento de energía a entender mejor los costos y los beneficios de utilizar el almacenamiento en grandes cantidades para apuntalar una red eléctrica que se esté sometiendo a esfuerzos por demanda pico. Otro sistema de baterías de NaS de la misma capacidad se va a instalar en Long Island y se espera que esté en servicio para finales de 2006.

AEP eligió el sistema de batería NaS por su altísima densidad de potencia y su experiencia operativa en Japón. En la última década, NGK y el desarrollador conjunto de las baterías, Tokio Electric Power Co., han instalado en su propio país baterías NaS que dan un total de 150 MW de capacidad.

Conéctese con la Asociación de Almacenamiento de Energía

La capacidad de almacenar grandes cantidades de electricidad para utilizarla cuando se necesite durante mucho tiempo se consideró como el Santo Grial de la transmisión y distribución de electricidad. Durante los últimos 15 años, la Asociación de Almacenamiento de Energía (ESA) ha sido el principal trampolín para el desarrollo y la realización de pruebas de tecnología nuevas capaces de hacer del almacenamiento de electricidad a gran escala una realidad.

Todas las empresas y las dependencias gubernamentales que participaron en el proyecto de las baterías NaS de AEP son miembros de la ESA. Los 70 o más miembros de la organización, que son proveedores de equipo, consultores y dependencias gubernamentales, se reúnen por lo menos una vez al año para ofrecer un foro para el planteamiento de los proyectos de almacenamiento de energía que ya se tengan o que se planee tener.

Para mayor información acerca de la ESA, visite www.electricitystorage.org

Pruebas Efectivas en Campo

AEP tuvo suerte cuando decidió instalar el DESS este mes de junio para demostrar su habilidad de reducir los picos porque ese mes de julio fue uno de los más calurosos en la historio de E.U.A. Como lo muestra la Figura 2, el sistema funcionó de manera admirable, descargándose para reducir los picos de demanda vespertinos durante un periodo de 7 horas cada tarde y recargándose durante la noche cuando la demanda es menor.

La batería NaS es especialmente idónea para este ciclo de operación porque opera a alta temperatura (570º F). Los ciclos regulares de carga y descarga mantienen la temperatura a ése nivel. La eficiencia global del sistema “en todo el ciclo” es de más de 76%. Cuando la batería no se está cargando o descargándose, unos calentadores eléctricos internos mantienen la temperatura de operación mínima.   
El “balance de planta” de la batería―se trata de un sistema de conversión de potencia con capacidad de 1,250 kVA―fue construido por S&C Electric Co. (www.sandc.com). El sistema invierte la producción de salida de 600 VDC de la batería a 480 VAC y la lleva hasta la red eléctrica de AEP. En la noche, el proceso se revierte para recargar la batería. El sistema de S&C se comunica con el control de supervisión y con el sistema de adquisición de datos (Scada) de AEP para determinar cuál de los ocho perfiles disponibles para reducción de picos es el mejor para despachar la capacidad de la batería.

Fácil de Actualizar

La batería NaS en sí comprende 20 módulos que están conectados en serie y que tienen capacidad de 50 kW (60 kW pico) cada uno. La Figura 3 muestra el gabinete que alberga los módulos en la Subestación de Charleston. Cada módulo consta de 320 baterías cilíndricas individuales, las cuales están acomodadas en cinco grupos de 64 pilas conectadas en serie para proporcionar 50 kW de potencia continua durante 7.2 horas (360 kWh), o 60 kW de potencia durante 3 horas más 25 kW durante 4.2 horas (que dan en total  los mismos 360 kWh).
           
Cada módulo se alberga en un gabinete con aislamiento térmico junto con su calentador eléctrico. Las pilas individuales van separadas por espacios muy pequeños y van empacadas en arena, la cual les ayuda a mantener el calor. El contenedor externo de las baterías―una carcasa de acero de Kanawha Maufacturing―es un gabinete de pared doble; se mantiene un vacío entre las paredes interna y externa para reducir al mínimo la pérdida de calor. Un módulo de 50 kW ya terminado pesa 7,700 libras.

Sincronización Perfecta

La adición de sistemas de almacenamiento de energía distribuida a las redes de electricidad de Estados Unidos parece estar lista para entrar en auge. Como con todas las tecnologías nuevas, el costo de capital es un tema muy importante, pero los beneficios contundentes del sistema se mantendrán mientras las economías de escala se afianzan para reducir los precios. “La aplicación de tecnologías nuevas como el sistema de baterías NaS es esencial para optimizar el desempeño de las redes de electricidad de la nación”, declaró Robert Alworth, primer vicepresidente de S&C Electric Co., en la ceremonia de dedicación de la instalación de AEP en julio.               

Brad Roberts es director de sistemas para calidad de la energía de S&C Electric Co. y vicepresidente de la Electricity Storage Association. Se puede comunicar con él al 414-423-8776 o en broberts@sandc.com.