Dimensionamiento preliminar y análisis tecno-económico de una planta fotovoltaica con almacenamiento de energía mediante LAES o sales fundidas

Abstract

Dado el contexto actual de lucha contra el calentamiento global, existirá un gran crecimiento de las energías renovables en los próximos años. Para hacer posible la implantación de este tipo de energías en el sistema eléctrico será necesario almacenar la energía eléctrica generada por las distintas fuentes renovables, debido a su gran intermitencia y baja gestionabilidad. Por ello, este trabajo versa sobre la integración de algunas tecnologías de almacenamiento de energía en el mix eléctrico. Para ello, se realizará el dimensionamiento preliminar de una central fotovoltaica que tendrá dos opciones de sistemas de almacenamiento: mediante un ciclo LAES (Liquid Air Energy Storage), técnica que almacena electricidad licuando aire y que está en desarrollo en la actualidad, y mediante un ciclo con sales fundidas. En primer lugar, en el trabajo se presenta una introducción de este contexto actual sobre la situación climática y la necesidad de almacenamiento de energía, para dar paso a los objetivos y metodología desarrollada en él. Seguidamente, se expone un resumen de las tecnologías de almacenamiento de energía existentes y se analiza brevemente las de almacenamiento a gran escala. Posteriormente, se elabora un estado del arte de las plantas fotovoltaicas, para poder llevar a cabo correctamente el diseño y simulación tecno-económica de una central fotovoltaica de 100 MW. Una vez terminada, se realizan las correspondientes simulaciones termodinámicas de los dos ciclos de almacenamiento, incluyendo dos variantes al LAES adiabático, el análisis de sus eficiencias y la determinación del presupuesto de sus respectivas plantas. Por otro lado, se estudia cómo es la demanda, la generación y los precios de mercado de la electricidad en la actualidad, para poder predecir cómo serán en el futuro. Teniendo en cuenta estos datos y el comportamiento de la instalación completa, se desarrolla un algoritmo de arbitraje que permita decidir sobre la venta o almacenaje de la electricidad generada, para maximizar los beneficios en base al precio de la electricidad. Por último, se presentan los resultados obtenidos ejecutando este algoritmo, para las dos opciones de almacenamiento de estudio, además de sus variantes. De esta manera, se exponen las conclusiones en cuanto a su utilidad y viabilidad, que servirán para continuar con el desarrollo de este tipo de tecnologías de almacenamiento y su integración en el sistema eléctrico en trabajos futuros.