Battery energy storage integration in wind farms: Economic viability in the Spanish market

Abstract

Este trabajo propone una herramienta de evaluación económica que determina la viabilidad de una batería de energía sistema de almacenamiento (BESS) integrado dentro de plantas de energía renovable para diferentes aplicaciones de mercado tales como como arbitraje de precios diarios, participación en el mercado de ajuste y seguimiento de horarios al reducir desviaciones del viento. En particular, los precios máximos de inversión de BESS se derivan para hacer que BESS sea potencialmente viable para cada funcionalidad. Un caso de estudio de un parque eólico real de 30 MW que participa en la mercado de la electricidad se utiliza para probar la viabilidad económica de diferentes tamaños de Li-ion y vanadio-redox BESS. Los resultados muestran que con la estructura y niveles de precios actuales en España, la participación en el mercado de equilibrio podría lograr tasas internas de retorno positivas, y la combinación de funcionalidades del mercado no mejora sustancialmente la viabilidad de BESS.

This paper proposes an economic assessment tool that determines the viability of a battery energy storage system (BESS) integrated within renewable power plants for different market applications such as day-ahead price arbitrage, participation in the balancing market and schedule tracking by reducing wind deviations. In particular, maximum BESS investment prices are derived to make BESS potentially viable for each functionality. A case study of an actual 30 MW wind farm participating in the Spanish electricity market is used to test the economic viability of different sizes of Li-ion and vanadium-redox BESS. Results show that with the actual structure and level prices in Spain, the participation in the balancing market could achieve positive internal rates of return, and the combination of additional market functionalities does not improve substantially BESS viability.