Las energías marinas como recursos fundamentales en sistemas híbridos de energía renovable de latitudes medias-altas.

Abstract

Las energías marinas (undimotriz y mareomotriz) tienen una escasa integración en HRES off-grid a nivel mundial. Esta sentencia se fundamenta en una extensa y profunda revisión bibliográfica donde se destaca que: i) el 86 % de las 168 investigaciones analizadas enfocan su atención en sistemas solares fotovoltaicos y, en segundo lugar, las turbinas eólicas tienen un 68 % de participación, ii) más del 50 % de las investigaciones confían en generadores diesel como fuentes de soporte energético a los recursos renovables, iii) en zonas tropicales no se encontró inserción de tecnologías OTEC en HRES para comunidades costeras, iv) a medida que la latitud se incrementa, el potencial energético de las olas y corriente mareal es extraordinario, sin embargo, el enfoque de las soluciones energéticas off-grid está centrado en el uso del recurso solar y eólico y, v) solo el 9 % de los HRES examinados incorporó un recurso marino renovable. Alrededor de 700 millones de personas no poseen un servicio eléctrico continuo y confiable. La mayoría pertenece al grupo rural, especialmente, poblaciones en zonas aisladas, olvidadas y muy vulnerables. Aunque el servicio eléctrico en zonas urbanas es el resultado de complejos y extensos sistemas centralizados de generación, la solución para pequeñas poblaciones obliga a dimensionar soluciones descentralizadas. En ese sentido, los HRES son una solución muy acertada y ampliamente estudiada en la literatura. Aunque la implementación de HRES cobija diversas latitudes, no hay coherencia entre los recursos con mayor potencial energético y los recursos utilizados en su implementación. Es decir, comunidades costeras con recursos marinos de alto potencial energético, son abordadas con simulaciones o implementaciones del tipo PV-Wind-Diesel-Battery (se mantiene la dependencia energética). Un argumento para esta preferencia, es la madurez tecnológica de los paneles solares y turbinas eólicas, sin embargo, en latitudes medias-altas los altos índices energéticos de las olas y corrientes mareales y los altos factores de planta de los WEC, incrementa la producción de energía eléctrica anual, que reduce el LCOE en un HRES off-grid. Es así como, una solución WEC-BESS tipo attenuator y overtopping, puede alimentar la carga (981 MWh/año) de una comunidad en los fiordos chilenos, con un exceso de energía que oscila entre 127 % al 1135 % y un LCOE entre 1.35 $/kWh y 1.94 $/kWh (con LPSP variando del 0 % al 5 %). Estos indicadores son mucho mejores que los obtenidos en soluciones PV-BESS: surplus de energía entre 129 % y 234 % y LCOE entre 1.59 $/kWh y 2.4 $/kWh. En áreas con flujos de corriente mareal promedio de 1.5 m/s, la solución TT-BESS alcanzó un LCOE entre 2.14$/kWh y 2.81 $/kWh, indicadores que le compiten a los “tradicionales” sistemas PV-BESS y WT-BESS. Estas soluciones energéticas, dependiendo de la fuente de información que caracterice el recurso renovable, pueden estar sobredimensionando (o subdimensionando) la configuración optimizada, realidad que se publicó en el segundo artículo de esta investigación, donde simular y optimizar un PV-Wind-Diesel-BESS, produce un 40 % de variabilidad en el tamaño de la planta solar, utilizando tres fuentes de información diferentes.