Estudio de viabilidad de una instalación híbrida renovable con tecnología de almacenaje de energía mediante baterías (BESS)

Lázaro Marín, Juan
Ruiz Garrido, Víctor (dir.)

Comech Moreno, María Paz (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2023
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Área de Ingeniería Eléctrica

Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

Resumen: El objeto de este trabajo de fin de máster es el estudio de la viabilidad de una instalación híbrida que aúne las solar fotovoltaica y eólica. Asimismo, se pretende estudiar la viabilidad de ambas tecnologías por separado y valorar si es factible desde un punto de vista económico y energético la instalación de un sistema de almacenamiento de energía mediante baterías (BESS). En primer lugar, se estudió el recurso disponible, tanto solar y eólico, además de la topografía de los posibles emplazamientos. Con los resultados de ese estudio, se escogió la zona central de Argelia, siendo esta la más adecuada para la implementación de las instalaciones eólica y fotovoltaica. Tras ello, y haciendo uso de los softwares AutoCAD (incluyendo el plug-in PVcase), así como de Qgis, se planteó una primera implantación de ambas instalaciones. Posteriormente, se estudió la producción energética de estas instalaciones fotovoltaica y eólica, mediante los softwares PVsyst y WindPRO. De esta forma se obtuvieron las matrices de generación eléctrica con paso horario para las 8.760 horas del año en ambas instalaciones. Cruzando esos valores y teniendo en cuenta la limitación de red de 125 MW, se obtuvo la generación inyectada a red, así como las perdidas por curtailment para la instalación híbrida. En base a los datos de generación de las instalaciones solar, eólica e híbrida y los datos de curtailment se realizó el análisis económico para la vida útil de las instalaciones, donde fueron contemplados además parámetros económicos tales como el CAPEX, el OPEX y otros costes. Como resultado, se obtuvo la viabilidad económica de las instalaciones solar, fotovoltaica e híbrida. Del análisis se observó que la instalación híbrida mostraba el TIR más alto (11,12%) y la fotovoltaica el periodo de recuperación de la inversión inicial más bajo (8 años). A su vez, la energía eólica mostró un buen comportamiento al complementar el perfil de generación de la fotovoltaica. No obstante, el rendimiento de la instalación híbrida se vio ligeramente afectado debido al efecto curtailment; perdiéndose hasta un 2,32% de la energía total producida durante la vida útil de explotación de la instalación híbrida. Finalmente, se realizó un análisis de sensibilidad donde se estudió la viabilidad de diversas configuraciones de capacidad para sistemas BESS. Como resultado de este análisis se observó que, desde un punto de vista estrictamente económico la instalación de BESS no resulta viable debido al elevado coste de la tecnología, pues a medida que se aumentaba la capacidad y la captación de excedentes, disminuía progresivamente la tasa interna de retorno. En consecuencia, la instalación híbrida sin almacenamiento resultaba como la opción más viable, mostrando el TIR más alto. No obstante, en el caso de ser parcial o totalmente financiadas por ayudas gubernamentales, o de verse sustancialmente reducido su coste, la instalación de estos sistemas sí sería adecuada; ya que desde un punto de vista estrictamente de captación de excedentes, la instalación del sistema de almacenamiento en la hibridación podría tener sentido, especialmente si se aumenta el sobredimensionamiento de la instalación fotovoltaica.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master