Ubicaciones y capacidades óptimas de múltiples BESS en una red de distribución integrada con ER: un estudio de caso real

Mantener las luces encendidas en un mundo más limpio

A medida que más hogares y empresas son alimentados por parques solares y plantas de biomasa en lugar de combustibles fósiles, mantener la estabilidad de la red eléctrica se vuelve sorprendentemente complejo. La generación renovable y la radiación solar suben y bajan a lo largo del día, mientras que nuestra demanda de energía aumenta por la tarde. Este estudio analiza cómo ubicar y dimensionar grandes sistemas de baterías dentro de una red eléctrica real en Tailandia para que la red se mantenga estable, se reduzcan las pérdidas y los costes sigan controlados—ofreciendo una visión de cómo pueden funcionar en la práctica las redes más limpias del mañana.

Por qué las baterías importan en el suministro diario

Las plantas renovables, como la solar en tejados y los generadores de biomasa, inyectan electricidad en las líneas locales conocidas como redes de distribución. Estas líneas se diseñaron originalmente para un flujo unidireccional desde grandes centrales hasta los consumidores. Cuando se añaden renovables en muchos puntos, las tensiones pueden oscilar, algunas líneas pueden sobrecargarse y las pérdidas totales de energía aumentan. Los grandes sistemas de almacenamiento en baterías pueden actuar como amortiguadores: se cargan cuando la demanda es baja y la energía es barata, y descargan cuando la demanda es alta. Si estas baterías se colocan en ubicaciones inteligentes y se dimensionan correctamente, pueden suavizar las oscilaciones de tensión, reducir las pérdidas y recortar los picos máximos de demanda que elevan las facturas eléctricas.

Convertir una red compleja en un rompecabezas de planificación

Los investigadores estudiaron un alimentador de distribución real en Hua Hin, Tailandia, con 102 puntos de conexión y dos plantas renovables: una granja solar y una planta de biomasa. Plantearon el problema como un rompecabezas de planificación: ¿dónde a lo largo de esta red de líneas debería instalarse una, dos o tres unidades grandes de baterías, y de qué tamaño debería ser cada una, para lograr el mejor rendimiento global? El rendimiento se midió mediante una cifra de coste única que combina lo que cuestan las baterías en compra, instalación y mantenimiento con el dinero ahorrado al reducir problemas de tensión, pérdidas de energía en las líneas y la potencia máxima tomada de la red de nivel superior. Para representar fielmente cómo funcionan las baterías a lo largo de un día completo, el equipo usó una descripción matemática de su patrón de carga y descarga, asegurando que se respetaran los límites de energía, potencia y profundidad de descarga.

Dejar que cangrejos digitales busquen la mejor respuesta

Dado que existen muchas ubicaciones y tamaños posibles para las baterías, el equipo se apoyó en un método de búsqueda moderno inspirado en el comportamiento animal, llamado algoritmo de optimización inspirado en cangrejos de río. En este enfoque, cada “cangrejo” virtual representa un plan candidato para la ubicación y la capacidad de las baterías. A través de pasos repetidos que imitan la búsqueda de alimento, la búsqueda de refugio y la competencia por territorio, la colonia de candidatos mejora gradualmente. El algoritmo evalúa cada plan simulando un periodo completo de 24 horas en el alimentador real, incluyendo perfiles reales de carga y generación renovable. Para comparar, los investigadores también aplicaron otros dos métodos de búsqueda ampliamente usados basados en enjambres de partículas y de salpas, todos con los mismos datos de la red y la misma definición de costes.

Qué ocurre cuando se añaden baterías

El estudio examinó cuatro situaciones: sin baterías, una batería, dos baterías y tres baterías. La adición de baterías remodeló claramente la carga diaria del alimentador: se cargaron durante las horas de baja demanda y se descargaron en los picos, reduciendo la potencia máxima tomada de la red, disminuyendo las pérdidas de energía y mejorando las tensiones mínimas en toda la red. Tres baterías ofrecieron las mayores ganancias técnicas, con las menores pérdidas y variación de tensión, pero también requirieron la inversión más alta. Sin embargo, dos baterías bien ubicadas lograron el mejor equilibrio, reduciendo de forma sustancial los costes asociados a la desviación de tensión, las pérdidas y la demanda pico, sin incurrir en el gasto adicional de una tercera unidad. En casi todas las comparaciones, el método basado en cangrejos encontró soluciones más baratas y efectivas que los otros algoritmos, y las ubicaciones elegidas eran prácticas de construir a lo largo de una ruta junto a la carretera con espacio.

Qué significa esto para una red más limpia e inteligente

Para los no especialistas, el mensaje clave es que simplemente esparcir baterías o renovables por la red no es suficiente; sus ubicaciones y tamaños importan mucho tanto para la fiabilidad como para el coste. Este caso real muestra que un par de grandes baterías cuidadosamente planificadas en los puntos adecuados puede ofrecer la mayor parte de los beneficios técnicos disponibles, sin gastar de más en hardware adicional. Al aplicar con éxito un método de búsqueda avanzado a una red eléctrica de tamaño real, el trabajo sugiere que herramientas similares pueden ayudar a las empresas eléctricas de todo el mundo a diseñar redes más estables y eficientes conforme crece la energía renovable.

Cita: Khunkitti, S., Wichitkrailat, K. & Siritaratiwat, A. Optimal locations and capacities of multiple BESSs in a RES-integrated distribution network: a real-world case study. Sci Rep 16, 9992 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40971-z

Palabras clave: almacenamiento de energía en baterías, integración de renovables en la red, redes de distribución, algoritmos de optimización, reducción de la demanda pico