Sistema de almacenamiento a gran escala con baterías

Abstract

En este proyecto se realizó un análisis de las tecnologías de almacenamiento de energía, optando por el sistema BESS (Battery Energy Storage System), el cual permite almacenar energía eléctrica mediante baterías para su uso posterior, escogiendo para él las baterías de litio. Se estudiaron los componentes y usos del BESS, incluyendo los servicios auxiliares para la estabilidad de la red eléctrica, como por ejemplo la regulación de frecuencia, regulación de tensión, soportabilidad de huecos, arranque en negro, entre otros. Se definió como red de estudio la IEEE 9 y se utilizó el programa PandaPower, basado en Python, para conocerla y diagnosticarla a través de simulaciones de flujos de carga. Se diseñó un código automatizado en Python para la regulación de tensión de los nodos, que interactúa con el flujo de carga y se identificó el nodo candidato para ubicar el banco. Posteriormente, se utilizó la herramienta SimSEE para realizar un dimensionamiento enfocado en un despacho óptimo desde el punto de vista económico. Dentro del programa se modeló la red y su costo de operación. Luego, se analizó la rentabilidad del banco tanto desde el punto de vista de un operador de red como de un inversor externo, y se determinó cuál opción maximizaba el beneficio. Una gran ventaja de los sistemas BESS es su contribución en la penetración de fuentes de energía renovables no convencionales en la red. Por este motivo, y con el fin de mejorar la rentabilidad, se decidió estudiar la implementación conjunta de un banco de baterías y una planta solar. Para ello, se analizaron los sistemas fotovoltaicos y su modelado en SimSEE para finalmente lograr un dimensionamiento. El sistema final se obtuvo considerando el límite de estabilidad en frecuencia de la red y procurando un aumento de la rentabilidad del banco de baterías. Finalmente se procedió a realizar un dimensionamiento de todos los componentes que los integran y se presentaron planos y layouts mostrando una posible distribución del conjunto generador. Este trabajo realizó un análisis completo de un banco de baterías a gran escala conectado a la red eléctrica, evaluando su contribución a la estabilidad del sistema y su impacto económico tanto independientemente como cuando se integra con un parque fotovoltaico. Los resultados destacaron el potencial de estos sistemas alternativos para reducir costos de despacho y proporcionar servicios auxiliares en el sistema eléctrico.