Se analiza el efecto de la presencia de generación fotovoltaica en el sistema eléctrico SIC de Chile, el cual destaca por tener unidades de embalse; la generación PV permite almacenar agua mientras las mismas generan, bajando el perfil de riesgo hidrológico del sistema.

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Nº139|septiembre2011|www.revistaelectricidad.cl
U
na de las características de las comuni-
dades científicas relacionadas con los
estudios astronómicos dice relación
con la ubicación de cielos limpios que
permita la observación vía instrumentos
adecuados del espacio en que está inmerso el planeta.
Al respecto, Chile es privilegiado, pues entre la Región
de Tarapacá y la de Coquimbo cuenta con una calidad de
cielos diáfanos, que se traduce en un muy alto porcen-
taje, dentro de un año calendario, de disponibilidad para
efectuar observaciones. Esto ha motivado el desarrollo
de cuantiosas inversiones asociadas a la astronomía.
Basta pensar en La Silla, Tololo, Paranal, ALMA, Las
Campanas, y en el futuro el proyecto Gemini.
La cualidad mencionada de los cielos del norte de
Chile también aplica a la excelente calidad de niveles
de radiación solar, la cual puede ser aprovechada en
términos de generación de energía eléctrica en un
periodo de tiempo promedio diario de unas ocho horas.
La condición anterior manifiesta una clara desventaja
para el desarrollo de proyectos de este tipo, conside-
rando los actuales esquemas de comercialización de
energía que actualmente están vigentes en el mercado
eléctrico nacional. A la situación expuesta, se suman los
problemas operativos que surgen en aquellos sistemas
eléctricos que en su matriz de generación no tienen
aportes relevantes de hidroelectricidad y en donde se
desea instalar bloques importantes de generación solar
para el tamaño del sistema. No obstante lo anterior, la
generación de este tipo bajo los cielos del norte de
Chile presenta una ventaja que normalmente no se toma
en cuenta y que, analizada en profundidad, es única al
compararla con hidroelectricidad y generación eólica.
Para visualizar esta ventaja, considérese el Cuadro N°11
.
El Cuadro N°1 presenta los registros de radiación solar
tomados sobre la base de lecturas cada 10 minutos,
durante 24 horas, para siete días distintos. La forma que
toman las curvas, la magnitud de la radiación asociada,
como el hecho que dicha magnitud es semejante para
el mismo momento del día, es que se puede plantear
que existe alta certeza que se contará con las mismas
características de radiación solar en los días futuros
para generar electricidad. Esto se traduce en conside-
rar a esta fuente de energía como de muy bajo riesgo,
dado que su perfil de disponibilidad futura es altamente
determinística, característica que no presentan las
fuentes que utilizan el recurso hidráulico o eólico para
la generación de electricidad. A modo de ejemplo, en
la referencia entregada para graficar las curvas del
Cuadro N°1 están los datos de lecturas de viento que
permiten visualizar la volatilidad asociada al recurso.
Columna de Opinión
Por Elio Cuneo H. (*)
Binomio ideal para el
suministro de electricidad en el SIC
Sol y agua, certeza y volatilidad
Cuadro 1: Registro Radiación cada 10 minutos, Wm2
1
Valores tomados de mediciones efectuadas por Ministerio de Energía, disponibles en www.minenergia.cl

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Opinión
A nivel hidrológico, los antecedentes indicados en el Cuadro N°22
muestran el perfil histórico de las Energías Afluentes del sistema
SIC, expresados en °/1 del promedio de 49 registros históricos, y que
refleja la alta dependencia con las condiciones hidrológicas que se
presenten en cada año.
Dada la alta volatilidad del perfil hidrológico del sistema SIC para la
generación de electricidad, en comparación con el bajo perfil riesgo de
la generación sobre la base de radiación solar, se puede considerar una
complementariedad de las dos fuentes de generación (solar e hídrica),
de forma de mejorar la capacidad de generación de electricidad del
sistema SIC cuando se enfrente a hidrologías secas. Esta complemen-
tariedad resulta válida por el hecho que el SIC cuenta con capacidad
de embalsar agua, de forma que ante la presencia de hidrologías secas
se puede almacenar agua por el equivalente de la energía inyectada
por la generación solar. Para visualizar el efecto de la complementa-
riedad mencionada, se efectuaron los estudios respectivos, y para ello
se desarrolló un modelo estocástico que contempló las siguientes
características: de las 49 hidrologías existentes, se consideran las
primeras 23 hidrologías según el orden entregado en el cuadro N°2,
donde la hidrología N°1 corresponde a la más seca.
Cada hidrología se expresa en °/1, considerando como valor base el valor
promedio de las 49 hidrologías. Este valor base es igual a 25.776 GWh.
Las hidrologías se modelan como un continuo, cuyo valor queda deter-
minado según el numeral que surge de una distribución uniforme cuyos
Percentil 5% Diferencia
Escenario °/1 GWh Año GWh Año
Base 0.537 13,842 -
Base + Solar 250 MW. 0.562 14,486 644
Base + Solar 500 MW. 0.587 15,131 1,289
Base + Solar 1.000 MW. 0.636 16,394 2,552
Cuadro 2: Energías Afluentes SIC, donde 1º/1=25.776 GWh. Cuadro 3: Caso Base s/c Solar 500 MV.
Tabla 1: Percentiles del 5% según escenarios
de operación.
números pueden variar aleatoriamente entre 1 y 23. El valor resultante
de la distribución uniforme no necesariamente es un número entero;
la única restricción es que éste debe estar dentro del rango indicado.
Se consideran tres escenarios de desarrollo de generación sobre la
base de energía solar, un bloque de 250 MW, uno de 500 MW y otro
de 1.000 MW.
En el Cuadro N°1, dentro de las curvas asociadas a las mediciones
efectuadas, se destaca un rectángulo de ancho equivalente a ocho
horas y que representará el tiempo en que las unidades de generación
solar se encuentran inyectando electricidad a la red.
Para las unidades de generación solar se contempla una generación
media del 95% de su capacidad, con una tasa de salida forzada mo-
delada como una distribución lognormal de media 3% y desviación
standard del 3%.
La modelación efectuada busca determinar la mejora del perfil de riesgo
del sistema SIC cuando éste se enfrente a cualquiera de las hidrologías
dentro del rango de 1 a 23, producto de incorporar generación solar. Los
análisis se repiten para cada uno de los bloques de generación solar
contemplados en el estudio. Los resultados del análisis estocástico,
sobre la base de 100.000 iteraciones, se presentan en el Cuadro N°3,
considerando los escenarios con y sin el aporte de generación solar
de una planta de 500 MW de capacidad.
En el Cuadro N°3 destaca la mejora que se alcanza en el perfil de riesgo
del sistema SIC ante las hidrologías en estudio con la presencia de la
generación solar. En efecto, el percentil del 5% del escenario base, que
corresponde a un volumen de energía de 0,537 °/1 (o 13.842 GWh)
salta a un valor de 0,587 °/1 (o 15.131 GWh), lo cual equivale a un
aporte adicional de 1.289 GWh, con la incorporación de generación
solar por el equivalente a 500 MW. En el caso del comportamiento del
sistema SIC con la operación de generación solar en los escenarios de
250 y 1.000 MW, estos se presentan en la Tabla N°1. De los resultados
entregados, es importante visualizar el efecto positivo de contar con
generación solar en el sistema SIC cuya capacidad de generación es
fuertemente dependiente de las condiciones hidrológicas que se van
presentando.
2
Valores tomados del Informe Técnico Definitivos de Precios de Nudo del SIC, Abril 2011, disponibles en www.cne.cl

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Los resultados obtenidos en la mejora del perfil de riesgo hidrológico
del sistema SIC vía la incorporación de generación solar ameritan su
estudio en profundidad.
Lamentablemente, las condiciones actuales del mercado de la elec-
tricidad no resulta atractivo para una fuente de generación del tipo
indicada, tanto por sus características de generación, costos asociados,
como por el hecho que el mercado opera pensando en el suministro
a clientes finales.
Lo anterior resulta llamativo, no se aprovecha una coyuntura que cla-
ramente origina un beneficio país y que por razones de mercado no
se desarrolla; es allí donde la autoridad se debe hacer presente para
destrabar este tipo de situaciones. La coyuntura que actualmente
enfrenta el sistema SIC, dada la existencia de un decreto de raciona-
miento preventivo y que está vigente hasta abril de 2012, hace entender
y sensibilizar la temática en comento.
Desde un punto de vista económico, la generación solar representa el
equivalente a un “seguro de lluvias” para el sistema SIC, especialmente
para las centrales hidráulicas que operan con embalses para acumular
agua. En efecto, contar con una alta certeza de generación solar durante
una cierta cantidad de horas en el día resulta relevante en escenarios
de sequías, se almacena agua mientras la menor generación hidrológica
es sustituida por generación solar; el resultado de ello es inmediato para
todos los usuarios: los precios del mercado spot serían más bajos y
por sobre todo aleja la incertidumbre de un racionamiento o restric-
ciones en los consumos de electricidad, afectando por tanto a todos.
Es justamente el hecho que el beneficio es recibido por todos los
usuarios finales como por las centrales hidroeléctricas con capacidad
de embalse, que el costo de este “seguro” debe ser prorrateado entre
todos ellos, permitiendo hacer atractivo el desarrollo de tecnologías
solares. Un esquema de negocio en que la generación solar es to-
mada como un “seguro” del tipo planteado, la discusión respecto a
reconocer potencia firme a centrales eléctricas solares pierde validez.
Incorporar generación solar lleva a que el CDEC y CNE efectúen
los estudios tendientes a determinar los montos en MW a instalar,
desarrollar licitación de los bloques requeridos, calcular tarifas con
actualización periódica; así como exigir a los operadores de las cen-
trales solares disponibilidad mínima de la inyección de energía a la
red de forma que el “seguro” que se está contratando opere según
lo requerido.
Ventajas adicionales a las mencionadas y que están asociadas al tema
ambiental también están presentes: menor contribución a la huella
de carbono así como contribución directa a las metas que el país se
autoimpuso en términos de aumentar los porcentajes de ERNC en
la matriz de generación.
* Ingeniero civil electricista, MBA Finanzas, profesor coordinador del Magíster en Economía Energética de la Universidad Santa María y profesor invitado para dictar el ramo Análisis
de Riesgo en Evaluaciones Económicas para el Magíster en Desarrollo Energético de la Universidad de Antofagasta.