Diseño y simulación de las prestaciones de un parque eólico dotado de un sistema de almacenamiento de energía de tipo PTES

Sacristán Esteban, María (2021). Diseño y simulación de las prestaciones de un parque eólico dotado de un sistema de almacenamiento de energía de tipo PTES. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM).

Description

Title: Diseño y simulación de las prestaciones de un parque eólico dotado de un sistema de almacenamiento de energía de tipo PTES
Author/s:
  • Sacristán Esteban, María
Contributor/s:
  • Legrand, Mathieu
Item Type: Final Project
Degree: Doble Grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto y en Ingeniería Mecánica
Date: 5 July 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Energías renovables, energía eólica, almacenamiento de energía, sostenibilidad, cambio climático, Pumped Thermal Energy Storage “PTES” (Almacenamiento de energía por bombeo de calor), aplicaciones de almacenamiento de energía, turbomáquinas, transferencia de calor.
Faculty: E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica, Química y Diseño Industrial
Creative Commons Licenses: None

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Abstract

El sector de las energías renovables está experimentando un nuevo auge dada la concienciación a nivel mundial de la necesidad de reducir drásticamente el uso de fuentes de energía que implican la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera. 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, dada su gran intermitencia y baja gestionabilidad. Este trabajo analiza la viabilidad y la integración de las tecnologías de almacenamiento de energía en el mix eléctrico, mediante el estudio del acoplamiento entre un parque eólico con una planta de almacenamiento tipo PTES (Pump Thermal Electricity Storage), que permite almacenar a gran escala electricidad en forma de energía térmica. En primer lugar, se presenta una introducción del contexto actual sobre la situación climática y la necesidad de penetración de las renovables y del almacenamiento de energía, para dar paso a los objetivos y a la metodología desarrollada en este estudio. A continuación, se exponen los conocimientos claves en lo relativo a la tecnología eólica y a los sistemas de almacenamiento de energía existentes. Posteriormente, se procede al dimensionamiento, diseño y simulación tecno-económica de un parque eólico de 50 MW de potencia nominal, gracias a la caracterización y estimación del recurso eólico en la localización seleccionada. Por otro lado, se evalúan las prestaciones de un sistema de almacenamiento de energía de tipo PTES con vistas a obtener un diseño óptimo. Además, se estudia la demanda, la generación y los precios de mercado de la electricidad en la actualidad, para poder predecir cómo serán en el futuro (Horizonte 2030). Teniendo en cuenta estos datos y el comportamiento del acoplamiento completo, 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 dicho algoritmo, y se comparan con los resultados del acoplamiento entre una central fotovoltaica y el mismo sistema de almacenamiento, con vistas a formular las conclusiones sobre la utilidad, viabilidad y rentabilidad de ambos sistemas. Las conclusiones obtenidas permiten mejorar el conocimiento existente sobre el acoplamiento de tecnologías de generación de energía renovable con el almacenamiento de energía y su integración en el sistema eléctrico, y servirán como base para trabajos futuros. Este TFG contribuye a la consecución de los Objetivos del Desarrollo Sostenible número 7 (energía asequible y no contaminante), 11 (ciudades y comunidades sostenibles), 12 (garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles) y 13 (acción por el clima).

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Item ID: 68792
DC Identifier: https://oa.upm.es/68792/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:68792
Deposited by: Srta María Sacristán Esteban
Deposited on: 11 Oct 2021 08:02
Last Modified: 11 Oct 2021 08:02
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