Optimización del funcionamiento de un BESS

Abstract

El mercado de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), ha crecido de manera exponencial en los últimos años. Este proceso ha sido impulsado principalmente por dos factores : el aumento de las tarifas del servicio eléctrico, que incentivan a cambiar los patrones de consumo energético desde la red con el fin de reducir costos, y la caída en los precios de las baterías de iones de Litio, que ha permitido que los BESS sean más accesibles tanto para consumidores residenciales como comerciales. Por otro lado, la creciente adopción de fuentes renovables como la solar y la eólica para la generación de energía eléctrica, también ha repercutido en el incremento de la demanda de estos sistemas. Esto se debe a la capacidad de los mismos, de almacenar los excesos de generación en momentos de baja demanda, y de liberarlos durante los picos. En este contexto, el presente trabajo de grado se centró en desarrollar una herramienta, que permita determinar las estrategias de funcionamiento que debe seguir un BESS instalado BTM (detrás del medidor), de forma de maximizar el beneficio económico que el mismo produce. El sistema desarrollado, a partir de un patrón de consumo dado, establece las consignas de carga y descarga necesarias para minimizar la factura eléctrica del usuario, considerando estrategias de “peak shaving” (afeitado de picos) y “load shifting” (desplazamiento del consumo). A diferencia de los esquemas de descarga a potencia constante comúnmente utilizados, la herramienta se adapta a las necesidades del cliente para optimizar el rendimiento económico del BESS. Además, brinda apoyo en la toma de decisiones sobre la instalación, recomendando la capacidad óptima de almacenamiento y calculando los beneficios económicos potenciales. Se tomó el caso de un cliente puntual (gran consumidor) del que se tiene registro de su consumo de potencia eléctrica, y se utilizó la herramienta para evaluar el potencial beneficio que este puede tener al incorporar un BESS. Entre los resultados más destacados, se observó que, en el contexto tarifario uruguayo actual, la mayor parte del ahorro provino de la reducción en el pago por potencia, lo que subraya la importancia de las estrategias de peak shaving. En el caso analizado, el tiempo de retorno de inversión para un BESS funcionando bajo las consignas que dicta la herramienta, es inferior a los 3 años, lo que confirma el potencial económico que puede tener utilizar la misma para controlar el accionar del sistema de almacenamiento. Finalmente, el proyecto también exploró la viabilidad de utilizar baterías de segunda vida en sistemas BESS, investigando tanto el marco normativo como los desafíos técnicos asociados. Se desarrolló también una prueba de laboratorio, con el fin de ciclar una batería de segunda vida bajo exigencias propias de un sistema BESS, y verificar su capacidad de cumplir con las mismas.