Integración de un sistema de almacenamiento de energía en un parque eólico, estudio de caso

Contenido principal del artículo

Jorge David Araya Rodríguez
Juan J. Rojas
Gustavo Richmond-Navarro

Resumen

La energía contenida en el viento es un recurso que debe transformase de manera instantánea, no permite almacenamiento directo como la energía hidroeléctrica. En un parque eólico es posible aprovechar los excedentes de energía generada durante la noche, cuando hay menor demanda, mediante un sistema de almacenamiento energético con baterías. En este trabajo se establece el tipo de tecnología que cumple con las características idóneas, el dimensionamiento en potencia y energía, así como la viabilidad financiera de instalar un banco de baterías en un parque eólico, considerando la curva máxima de la red de distribución y el tiempo de descarga. Se obtiene que se requiere un sistema de 2.5 MW de potencia nominal, que opere durante 2.5 horas lo cual representa una energía total de 6.25 MWh. Se seleccionan las tecnologías de Ion-Litio y Flujo Redox Vanadio como las tecnologías que presentan mejores resultados para este sistema. Esta selección se realizó considerando los antecedentes del sistema de distribución eléctrica, la profundidad de descarga, la degradación anual, la configuración de instalación y la densidad energética. Se proponen además dos modalidades de instalación: completa y aplazada. La segunda permite adecuar cada sistema según la red y el desgaste del banco de baterías. Se obtiene que la inversión ronda los 8 millones de dólares y se concluye que a pesar de ser el banco de baterías una solución técnica al aprovechamiento de excedentes, en las condiciones analizadas no es justificable la inversión. Se recomienda valorar en un futuro realizar la inversión cuando disminuyan los costos de las tecnologías de almacenamiento.

Detalles del artículo

Cómo citar
Araya Rodríguez, J. D., Rojas, J. J., & Richmond-Navarro, G. (2022). Integración de un sistema de almacenamiento de energía en un parque eólico, estudio de caso. Revista Tecnología En Marcha, 35(7), Pág. 58–66. https://doi.org/10.18845/tm.v35i7.6333
Sección
Artículo científico

Citas

K. Torres-Castro, C. Torres-Quirós & G. Richmond-Navarro, “Microgeneración de energía eólica en un entorno boscoso en Costa Rica: estudio de caso,” Tecnología En Marcha, vol. 34, no. 3, p. 61-69, 2021. https://doi.org/10.18845/tm.v34i3.5063

P. Wang, Z. Gao & L. Bertling, “Operational Adequacy Studies of Power Systems With Wind Farms and Energy Storages,” IEEE Transactions on POwer Systems, vol. 27, no. 4, pp. 2377-2384, 2012. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2012.2201181

L. Silva de Sequeira & W. Peng, “Control strategy to smooth wind power output using battery energy storage system: A review,” Journal of Energy Storage, vol. 35, p. 102252, 2021. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102252

J. S. Hill. (2019). GE Renewable Energy Announces New Solar + Storage Hybrid Project In New York [En línea]. Disponible https://cleantechnica.com/2019/04/17/ge-renewable-energy-announces-new-solar-storage-hybrid-project-in-new-york/

E. Ruiz, “Estudio de factibilidad técnica y viabilidad económica para el almacenamiento de energía en el Proyecto hidroeléctrico Casa de Piedra en la Zona de Los Santos,” Tesis de maestría, Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2019.

S. N. Backhaus, M. Chertkov, & K. Dvijotham, “Operations-based planning for placement and sizing of energy storage in a grid with a high penetration of renewables,” (No. LA-UR-11-03619; LA-UR-11-3619). Los Alamos National Lab. (LANL), Los Alamos, NM (United States). 2011.

A. Berrada, A. Emrani & A. Ameur, “Life-cycle assessment of gravity energy storage systems for large-scale application,” Journal of Energy Storage, vol. 40, p. 102825, 2021. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102825

G.A. Gómez-Ramírez, C. Meza & S. Morales-Hernández, “Oportunidades y desafíos para la integración de almacena-miento electroquímico en las redes eléctricas centroamericanas,” Tecnología en Marcha, vol. 34, no. 3, p. 70-82, 2021. https://doi.org/10.18845/tm.v34i3.5352

A. Ramos, M. Tuovinen, M & Ala-Juusela, “Battery Energy Storage System (BESS) as a service in Finland: Business model and regulatory challenges,” Journal of Energy Storage, vol, 40, p. 102720, 2021. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102720

Forbes Staff. (2019). El salvador: avance del proyecto fotovoltaico Capella Solar supera el 90 % [En línea]. Disponible: https://forbescentroamerica.com/2019/12/23/el-salvador-avance-del-proyecto-fotovoltaico-capella-solar-supera-el-90/

T. Ong. (2017). Elon Musk’s giant battery is now delivering power to South Australia [En línea]. Disponible https://www.theverge.com/2017/12/1/16723186/elon-musk-battery-launched-south-australia

J. Kondoh, I. Ishii, H. Yamaguchi, A. Murata, K. Otani, K. Sakuta, N. Higuchi, S. Sekine, & M. Kamimoto, “Electrical energy storage systems for energy networks,” Energy Conversion and Management, vol. 41, no. 17, pp. 1863-1874, 2000. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(00)00028-5

R. Dobles. (2014). Sobrecapacidad en generación eléctrica [En línea]. Disponible https://www.larepublica.net/noticia/sobrecapacidad_en_generacion_electrica

L. da Silva Lima, M. Quartier, A. Buchmayr, D. Sanjuan-Delmás, H. Laget, D. Corbisier, J. Mertens & J. Dewulf, “Life cycle assessment of lithium-ion batteries and vanadium redox flow batteries-based renewable energy storage systems,” Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 46, p. 101286, 2021. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101286

A. Calderón & E. Ruiz, “Revisión de dimensionamiento de capacidad y balance de energía,” Reporte técnico, DEICO, Costa Rica, 2020.

J. G. Altuve, “El uso del valor actual neto y la tasa interna de retorno para la valoración de las decisiones de inversión,” Actualidad contable FACES, vol. 7, no. 9, pp. 7-17, 2004. https://www.redalyc.org/pdf/257/25700902.pdf

M. Chaanaoui, S. Vaudreuil, & T. Bounahmidi, “Benchmark of concentrating solar power plants: Historical, current and future technical and economic development,” Procedia Computer Science, vol. 83, pp 782-789, 2016. https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.04.167

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