Análisis de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica

Abstract

El almacenamiento de energía a gran escala está cobrando un papel fundamental para la generación y el suministro de energía eléctrica. Esto es debido a la variabilidad e intermitencia que poseen las centrales de generación de energía renovable. Este trabajo investiga acerca de 8 diferentes formas y métodos para almacenar energía a día de hoy. Los sistemas estudiados son: las baterías de gravedad, las pilas de combustible de hidrógeno, los volantes de inercia, las baterías de iones de litio, las baterías de flujo, el bombeo hidroeléctrico, el almacenamiento por aire comprimido y los supercondensadores. La investigación abarca aspectos como el funcionamiento de las tecnologías de almacenamiento y los principios físicos que se ven involucrados, además de aportar ejemplos reales para cada una de las alternativas estudiadas. A raíz de la investigación, se ha querido realizar una detallada y equilibrada comparación para encontrar la tecnología que esté más adaptada para el almacenamiento de energía a gran escala. Tras realizar la comparación, se ha logrado efectuar un análisis de viabilidad económica de una planta de almacenamiento por medio de la tecnología ganadora, utilizando las medidas de valor actual neto y tasa interna de retorno. El resultado del análisis ha sido positivo, y la planta diseñada sería rentable económicamente.

Large-scale energy storage is playing a key role in the generation and supply of electricity. This is due to the variability and intermittency of renewable energy generation plants. This paper investigates about 8 different ways and methods to store energy today. The systems studied are: gravity batteries, hydrogen fuel cells, flywheels, lithium-ion batteries, flow batteries, hydroelectric pumping, compressed air storage and supercapacitors. The research covers aspects such as the operation of the different storage technologies and the physical principles involved for the energy storage, as well as providing real examples of each of the alternatives studied. Following the research, we wanted to make a detailed and balanced comparison to find the technology that is most adapted for large-scale energy storage. After making the comparison, it has been possible to carry out an analysis of the economic viability of a storage plant through the use of the winning technology, using the measures of net present value and internal rate of return. The result of the analysis has been positive, and the designed plant would be economically profitable.