Generación Distribuida Fotovoltaica Residencial en Redes de Distribución Eléctrica: su Impacto en Parámetros Técnicos y Ambientales

Abstract

Debido a la necesidad de generar un impacto positivo frente al calentamiento global, las fuentes de energías alternativas cercanas al consumidor final están comenzando a ganar terreno en países desarrollados. En Argentina, desde hace algunos años, el campo de la generación distribuida (GD) está teniendo cada vez más importancia a partir de la promulgación de la Ley N°27.191/15 “Régimen de Fomento Nacional para el Uso de Fuentes Renovables de Energía” y de la Ley N°27.424/17 “Régimen de Fomento a la Generación Distribuida de Energía Renovable Integrada a la Red Eléctrica Pública”. Sin embargo, la red eléctrica no fue diseñada considerando la incorporación de fuentes de GD. En este sentido, el presente trabajo se fundamenta en la necesidad de conocer el comportamiento de la red al incluir, por ejemplo, elementos de generación de energía eléctrica de origen fotovoltaico (FV) por parte de los usuarios finales. El proceso de análisis consistió en digitalizar con datos reales, en el software DIgSILENT, el distribuidor French y Don Bosco, perteneciente a la Empresa Distribuidora local, la red de distribución secundaria en BT y todos los usuarios conectados a la misma. Además, se incorporaron sistemas FV a los usuarios de la red digitalizada, con conexión on-grid. Esto significa que, cuando las placas entregan más potencia que la demandada por los usuarios, esta es inyectada a la red eléctrica. Se definieron seis escenarios en los que cada uno tuvo un grado de penetración FV diferente: desde el escenario base (sin generación FV) hasta el escenario extremo con un 100% de penetración FV. Este último caso se definió teniendo en cuenta limitaciones establecidas en la normativa y limitaciones físicas de espacio en las viviendas. En cada simulación se monitorearon diversos parámetros de la red tales como pérdidas eléctricas, niveles de tensión, potencia demandada y generada, con el objetivo de analizar cómo se modificaban en función del nivel de penetración FV. El período de simulación comprendió un año calendario 2019 para poder analizar, además, las variaciones estacionales de los parámetros monitoreados, en un año con el consumo no afectado por la pandemia de COVID-19. Para poder realizar un análisis detallado durante el período de estudio fue necesario obtener la curva de demanda diaria de cada uno de los 5165 usuarios para todo el año 2019. Para su obtención se realizó un exhaustivo procesado de datos de consumos reales brindados por la Empresa Distribuidora. También se debió obtener la curva diaria de generación eléctrica de origen fotovoltaico a lo largo del año de estudio. Con tal objetivo, se hizo uso de herramientas informáticas geográficas, datos de fabricantes de placas solares, valores de radiación solar, etc. Con los resultados obtenidos de las simulaciones pudo analizarse el comportamiento de las variables eléctricas del sector de red analizado y cuantificar los cambios en dichas variables introducidos por la generación FV. Dentro de los resultados más importantes referentes a parámetros técnicos se destaca una disminución de las pérdidas eléctricas alimentadas por la red externa para niveles de inserción FV crecientes. A su vez, se encontró que la tensión en barras de baja tensión de las subestaciones se incrementa a medida que la penetración fotovoltaica es mayor, sin superarse los límites establecido por reglamentaciones locales. En cuanto a los parámetros ambientales se determinó la cantidad de gases de efecto invernadero (GEI) que dejan de ser emitidos, siendo esta cantidad mayor cuanto mayor sea el grado de inserción FV. De esta forma fue posible comparar los resultados obtenidos con las expectativas de mejora en los sistemas de distribución enunciados en la Ley N°27.424. En este sentido se logró verifica la eficiencia energética, la reducción de pérdidas en el sistema interconectado, la potencial reducción de costos para el sistema eléctrico en su conjunto y la protección ambiental. Mail de los autores Martín Serna <martinserna983@gmail.com>