Almacenamiento de hidrógeno en el parque eólico de Sotavento

Sotavento

¿Qué es?

Este proyecto presenta una doble vertiente, por un lado se estudia la idoneidad del hidrógeno como sistema de almacenamiento de energía que permita la gestión energética y económica de un parque eólico y por otro se analiza la generación de hidrógeno 100% renovable a partir de energía eólica. Su desarrollo es fruto del acuerdo alcanzado por Gas Natural Fenosa y la Consellería de Innovación, Industria y Comercio de la Xunta de Galicia para la promoción de las energías renovables, con la colaboración del Parque Eólico Experimental Sotavento.

El alcance del proyecto comprende la construcción de una planta experimental en el parque eólico de Sotavento ubicado en Galicia. El esquema de funcionamiento de la instalación se basa en la transformación de energía eléctrica producida en el parque en hidrógeno para su almacenamiento y uso.

En la planta desarrollada en Sotavento la energía eléctrica excedentaria se conduce a un electrolizador, que descompone, por medio de este aporte de energía eléctrica, el agua en sus dos componentes: oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). El O2 obtenido se libera a la atmósfera mientras que el H2 pasa por un proceso de purificación y secado, y finalmente se almacena a presión hasta el momento de su uso.

El proceso se completa utilizando el hidrógeno generado y almacenado en la planta como combustible de un grupo motogenerador para la producción de electricidad en situaciones en las que interese incrementar la generación eléctrica del parque. La combustión del H2 y O2 en el motor libera sólo agua en un proceso inverso al que se había producido en el electrolizador.

La planta cuenta con un sistema de control integrado, desde el cual se obtiene información de todos los equipos, señales de campo, datos del parque eólico y precios eléctricos. Con toda esta información se realiza la operación optimizada de la instalación.
 

Objetivos

  • Demostrar la operación de un sistema de gestión de energía eólica empleando H2 evaluando costes actuales e identificando áreas susceptibles de mejora de costes y eficiencia.
  • Desarrollar y validar modelos de comportamiento de los componentes que constituyen un sistema de energías renovables-hidrógeno.
  • Explorar retos y oportunidades de sistemas de almacenamiento energético relacionados con fuentes variables que permiten una generación eléctrica distribuida.
  • Obtener know-how acerca de la gestión de energías renovables empleando hidrógeno.
  • Obtener la información y conocimientos técnicos y económicos necesarios para evaluar la adecuación de una instalación de gestión eólica a gran escala.

Beneficios

  • El almacenamiento de electricidad permite una mayor optimización del sistema eléctrico, además de ser un factor clave para conseguir la gestionabilidad de las energías renovables.
  • El uso de hidrógeno como sistema de almacenamiento presenta ventajas ambientales, ya que su combustión no produce emisiones contaminantes.
  • En este proceso se obtiene el vector energético H2 de una forma limpia y 100% renovable. Este H2 podría ser utilizado en sectores con un elevado valor añadido, como por ejemplo como reactivo químico en distintas industrias, en procesos de fabricación o como fuel en el sector de la automoción.

Logros

  • Se ha conseguido gestionar la producción renovable del parque eólico convirtiendo la energía eólica, cuya naturaleza es intermitente y variable, en una generación totalmente gestionable.
  • Tras la caracterización de los distintos equipos de la instalación, a continuación se operó la instalación con el objetivo de gestionar la producción eólica siguiendo las estrategias de “peaking”, produciendo electricidad en horas punta y generando hidrógeno en horas valle; estrategia de “balancing” tratando de evitar los desvíos en la producción del parque eólico respecto a la producción anunciada; estrategia de incremento del factor de capacidad del parque y “load levelling”, tratando de satisfacer una determinada carga.
  • Se ha operado la instalación persiguiendo distintos objetivos de optimización técnica y económica del parque eólico, así como de soporte al sistema eléctrico.
  • Se genera H2 renovable a precios muy competitivos para ciertos usos del H2, como sería el de combustible en automoción.

Despliegue

El proyecto se inicio en 2009 y finalizó en 2011 (actualmente se siguen operando los equipos, el 2011 es una fecha de fin de análisis de datos pero los equipos siguen instalados y operándose en el Parque eólico).

Participación Gas Natural Fenosa

Este proyecto nace fruto de un acuerdo marco entre Gas Natural con la Consellería de
Innovación, Industria y Comercio para el desarrollo de las energías renovables. Gas Natural lidera el proyecto y se responsabiliza y ejecuta tanto la instalación como los análisis y tests necesarios para su caracterización y operación integrada con el parque eólico.
Además existe un acuerdo de colaboración con el departamento de Integración en Red de Energías Renovables de CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) para analizar y optimizar la instalación.