Study of the installation of a PV Plant with an integrated battery energy storage system (BESS) connected to the grid in Queensland, Australia.

Abstract

Este artículo analiza la viabilidad de la construcción de una planta fotovoltaica con un sistema integrado de almacenamiento de energía por batería (BESS) en Queensland, Australia. La propuesta que estudia el proyecto es la creación de una planta solar con 3MW de potencia nominal y 3,155MW de potencia instalada. El procedimiento seguido consiste en calcular la rentabilidad de la planta de forma autónoma, eligiendo todos los elementos que intervienen en una planta solar y aportando una descripción de la distribución de la planta. Una vez finalizada, se estudia la instalación del sistema de almacenamiento de energía. La principal aplicación del BESS es almacenar parte de la energía producida por la planta fotovoltaica e inyectarla a la red cuando los precios del mercado spot son más altos, con el objetivo de optimizar los ingresos de la planta. Además, se desarrolla un algoritmo para simular el funcionamiento de la batería. Se consideran otras fuentes de ingresos, incluidos los servicios auxiliares de control de frecuencia (FCAS) y los cap-contracts. El diseño de la batería considerará varios aspectos, entre ellos, el tipo de batería a instalar, analizando los dos tipos predominantes: baterías de flujo de vanadio o baterías de iones de litio. Los ingresos extra obtenidos por la batería se utilizan para calcular la rentabilidad del proyecto de planta fotovoltaica y el BESS conjunto. Finalmente, se comparan ambos proyectos y se analiza su viabilidad.

This paper analyses the viability of the construction of a PV Plant in Queensland, Australia with an integrated battery energy storage system (BESS). The proposal studied by the project is the creation of a solar plant with 3MW of nominal power and 3,155MW of installed power. The procedure followed consists on calculating the profitability of the plant as a standalone, choosing all elements that take part in a solar plant, and providing a description of the layout of the plant. Once completed, the installation of the energy storage system is studied. The main application of the BESS is to store part of the energy produced by the PV plant and feed it into the grid when spot prices are higher, with the objective of optimizing the income of the power plant. An algorithm is developed to simulate the functioning of the battery. Other revenue sources are considered, including Frequency Control Ancillary Services (FCAS) and cap contracts. The design of the battery will consider several aspects, such as the type of battery to be installed by analysing the two prevailing types: Vanadium flow batteries or Lithium-Ion batteries. The extra revenue obtained by the battery is used to calculate the profitability of the PV Plant and BESS project. Finally, both projects are compared and their viability is analysed.