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Almacenamiento de energía (BESS) para energías renovables

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Almacenamiento de energía (BESS)

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Sistema de almacenamiento de energía (BESS – Battery Energy Storage System)

Un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) es una solución de almacenamiento de energía que almacena energía eléctrica en baterías y la libera cuando es necesario. Permite una mejor integración de las energías renovables, mejora la estabilidad de la red eléctrica, proporciona energía de reserva y facilita la gestión de los picos de demanda.

Una instalación típica de BESS combina:

Sistema de baterías + Sistema de gestión de baterías (BMS) + Sistema de conversión de potencia (PCS) + Sistema de gestión de energía (EMS) + Transformador de media tensión + Aparamenta de media tensión

1. Funciones principales del BESS
Desplazamiento temporal de la energía

Almacena electricidad cuando la energía es barata o abundante y la suministra durante los periodos de alta demanda.

Ejemplo:
·Energía solar (durante el día)
·Carga de baterías
·Pico de demanda vespertino
·Descarga de baterías

Reducción de picos de demanda
·Reduce la demanda máxima suministrando energía almacenada durante los periodos de picos de carga.

Ventajas:
·Menores tarifas por demanda eléctrica
·Reducción de la carga de los transformadores
·Mayor eficiencia de la red
·Integración de energías renovables

El BESS compensa las fluctuaciones de las energías renovables:
·Variación de la producción solar
·Fluctuaciones de la energía eólica
·Efectos de sombreado por nubes

Ayuda a proporcionar una salida de potencia más estable a la red.
·Apoyo a la red
·Los sistemas BESS pueden proporcionar:
·Regulación de frecuencia
·Apoyo de tensión
·Compensación de potencia reactiva
·Capacidad de arranque autónomo
·Sustitución de la reserva rodante

2. Componentes principales de los sistemas BESS

1) Sistema de baterías
·El núcleo del almacenamiento de energía.
Tecnologías de baterías habituales:

Fosfato de hierro y litio (LFP)
·La más habitual para sistemas BESS a gran escala.
Ventajas:
·Alta seguridad
·Larga vida útil
·Buena estabilidad térmica

Níquel-manganeso-cobalto (NMC)
Ventajas:
·Mayor densidad energética
·Tamaño compacto
Aplicaciones:
·Sistemas móviles y con espacio limitado

2) Sistema de gestión de baterías (BMS)
Supervisa y protege las celdas de la batería.
Funciones:
·Supervisión de la tensión de las celdas
·Monitorización de la temperatura
·Estado de carga (SOC)
·Estado de salud (SOH)
·Equilibrado de celdas
·Protección contra fallos

3) Sistema de conversión de potencia (PCS)
Convierte:
·Energía de CC de la batería
·Energía de CA de la red eléctrica
·Y viceversa.
Funciones:
·Carga de la batería
·Descarga de la batería
·Control de potencia activa
·Control de potencia reactiva
Potencias nominales típicas del PCS:
·De 50 kW a varios MW por unidad

4) Sistema de gestión de energía (EMS)
La plataforma de control que gestiona:
·Programas de carga/descarga
·Órdenes de la red
·Integración de energías renovables
·Optimización energética
·Supervisión remota

5) Transformador de media tensión
Conecta el sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) a la red de media tensión.
Típicamente:
·Salida de la batería/PCS
·400 V–690 V CA
·Transformador de media tensión
·Red de 6,6 kV–35 kV

6) Aparamenta de media tensión
Proporciona:
·Aislamiento
·Protección
·Control de conmutación
Incluye:
·RMU
·Aparamenta VCB
·Relés de protección
·Descargadores de sobretensión

3. Parámetros típicos de los sistemas de almacenamiento de energía por baterías (BESS)
·Potencia nominal: 100 kW – 500 MW+
·Capacidad energética: 200 kWh – escala de GWh
·Tensión de la batería: desde cientos de voltios hasta 1500 V CC
·Conexión a la red: BT / MT / AT
·Tiempo de respuesta: milisegundos
·Vida útil: 10–20 años
·Vida útil por ciclos: 3.000–10.000+ ciclos

4. Tipos de aplicaciones de los sistemas BESS

A.) Sistemas BESS a escala de red eléctrica
Capacidad:
·De 10 MW a 500 MW+
Aplicaciones:
·Equilibrio de la red
·Integración de energías renovables
·Control de frecuencia

B.) Sistemas de almacenamiento de energía por batería (BESS) comerciales e industriales (C&I)
Aplicaciones:
·Reducción de picos de consumo en fábricas
·Energía de reserva
·Gestión de la demanda
·Microrredes

C.) Sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) residenciales
Aplicaciones:
·Autoconsumo solar
·Energía de reserva doméstica
·Independencia energética

D.) Sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) híbridos con energías renovables
Combinados con:
·Energía solar fotovoltaica
·Aerogeneradores
·Energía hidroeléctrica
Ejemplo:
Planta fotovoltaica
+
Sistema de almacenamiento de energía (BESS)
+
Subestación de media tensión

Central de energía renovable despachable

En un sistema eléctrico moderno, un sistema de almacenamiento de energía (BESS) actúa como un acumulador de energía flexible —absorbiendo el exceso de electricidad cuando está disponible y suministrando energía cuando es necesario— para mejorar la integración de las energías renovables, la estabilidad de la red y la eficiencia energética.