Restricciones ambientales en la producción de energía hidroeléctrica

Las restricciones ambientales protegen los sistemas de agua en los que operan las plantas. Si bien estas regulaciones no están directamente relacionadas con los sistemas de energía, pueden afectar en gran medida al funcionamiento diario de la planta, así como a la flexibilidad de la producción de energía.

Durante los últimos años, nuestro equipo ha visto todo tipo de limitaciones. Hemos ayudado a docenas de plantas a cumplir plenamente con las normas, rendir cuentas y ser transparentes. En este artículo, revisamos las principales restricciones ambientales a la producción de energía hidroeléctrica y analizamos cómo HYDROGRID Insight mejora la flexibilidad al tiempo que respeta estas restricciones.

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1. Restricciones de liberación de agua río abajo

Caudal Restricciones

Los requisitos de caudal se imponen por la necesidad de mantener flujos óptimos dentro de un sistema fluvial para permitir que la vida acuática prospere o evitar que los sistemas de agua enteros interconectados se congelen. Este requisito, a menudo denominado «flujo ambiental», se aborda principalmente mediante acuerdos de licencia. Estos acuerdos especifican los caudales mínimos que deben mantenerse siempre, independientemente de si existen otros usos del agua que compiten entre sí o por factores económicos.

HYDROGRID Insight genera planes de producción predictivos que obedecen a las restricciones impuestas por las turbinas y las compuertas al flujo de agua aguas abajo. Nuestros socios, como Aventron (Boge II) o Hanneseth (Viena), están obligados a mantener una generación mínima en todo momento. Con HYDROGRID Insight, configuraron los límites de descarga mínimos y máximos a través de nuestro panel de control fácil de usar, y establecieron sus restricciones. El caudal de salida cambia cada hora en función del flujo de entrada y permite a las plantas operar dentro de sus complejas restricciones de variación de descarga.

Solo una vez que se cumplan todos los requisitos ambientales y reglamentarios, HYDROGRID Insight priorizará el flujo ambiental a través de una turbina en lugar de una compuerta, para una mayor flexibilidad de producción. ¿Para Clemenskraft (Selva del Norte), múltiples restricciones no lo permiten. La solución óptima para ellos era el uso de una compuerta de flujo ecológica, que se tenía en cuenta dentro Perspectivas planificación predictiva.

Restricciones de rampa de turbinas

Una vez que se garantiza el flujo mínimo, se consideran los efectos de la rampa de las turbinas en la infraestructura y los hábitats aguas abajo. Al imponer límites a las tasas de variación de las descargas, la producción de energía puede aumentar y disminuir gradualmente. Esto limita las fluctuaciones repentinas del nivel del agua y la formación de corrientes.

Muchos gestores de activos hidroeléctricos de nuestra cartera se enfrentan a restricciones cada vez mayores y trabajan con nosotros para integrar estas restricciones en la planificación diaria, a medio y largo plazo. Entre los ejemplos se incluyen Clemenskraft (Selva del Norte) para quienes las poblaciones de peces requieren una rampa restringida, o Fosenkraft (Teksdal) para quienes la temporada anual de pesca recreativa conlleva consideraciones adicionales de gestión del nivel del agua. Al tener en cuenta estas limitaciones, dentro de su motor de optimización, HYDROGRID Insight maximiza el uso de la flexibilidad y los ingresos.

Limitaciones locales para la fauna y el uso humano

Las represas crean reservorios artificiales que afectan la migración de los peces y los hábitats de otros animales salvajes. A menudo, la planificación de la producción también tiene que tener en cuenta los patrones de migración de las especies locales y garantizar su paso seguro por el sistema, así como el impacto natural.

En otros casos, las restricciones a la liberación de agua pueden imponerse debido a un riesgo de infraestructura río abajo, como puentes o bancos. El puente aguas abajo de Dalane's (Región Central) El embalse de Skarstemmevatn, por ejemplo, está protegido de los daños estructurales mediante una fuerte restricción que se ha integrado en la planificación de producción de la planta.

2. Restricciones de nivel de embal

Las restricciones del nivel de los embalses también se utilizan para preservar los hábitats y facilitar el uso recreativo. La cantidad de agua que se puede almacenar en un depósito puede estar limitada por ciertas regulaciones (o factores sociales) que pueden cambiar a lo largo del año.

Aventron (Boge II) experimenta fluctuaciones desafiantes y regulatorias en el nivel de los embalses a lo largo del año. Para aumentar la flexibilidad de la planta, dentro de estas limitaciones ambientales, se logró una gestión cuidadosa del agua durante todo el año con la ayuda de HYDROGRID Insight. Una vez que estas restricciones de nivel se integraran en nuestra herramienta, la optimización de la producción hidroeléctrica podría adaptarse a las limitaciones.

Para una planta de 5 MW en Finlandia, su cascada se convirtió en una fuente de mayor flexibilidad en la producción de energía. La optimización en cascada permite que los activos de producción del mismo sistema de agua interconectados se coordinen para lograr objetivos distintos. Al priorizar los envíos basados en los precios en la central eléctrica aguas arriba y utilizar la planta aguas abajo para regular el nivel del agua de forma predictiva, se respetaron todas las concesiones y, al mismo tiempo, se aumentaron los ingresos.

3. Control de inundaciones o sequías

Las represas hidroeléctricas se utilizan para controlar los niveles de agua en ríos y embalses, lo que puede tener importantes beneficios para el control de inundaciones o el riego durante las sequías.

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Administración de restricciones integrada para una mayor flexibilidad

Al igual que su central eléctrica, nuestra herramienta no se limita a la gestión de las restricciones ambientales. Entendemos que cualquier planta forma parte simultáneamente de dos sistemas dinámicos e interconectados: un sistema de energía y un sistema de agua. Siempre debe tener en cuenta las limitaciones, con recursos operativos limitados. Información sobre HYDROGRID utiliza un enfoque integrado para la planificación predictiva, que reúne todas las variables en un solo capó.

En los últimos 20 años, las tecnologías de generación variable, como la eólica y la solar fotovoltaica (PV), se convirtieron en importantes contribuyentes a la red eléctrica. En este contexto, la energía hidroeléctrica sigue siendo la opción de almacenamiento de energía renovable más eficiente y una ayuda sostenible para una red estresada. HYDROGRID Insight está diseñado para maximizar esta ventaja de flexibilidad en un mercado eléctrico cambiante y resaltar su relevancia para el futuro de la energía limpia.