Comparación de técnicas de gestión de almacenamiento de energía para un sistema residencial conectado a la red suministrado por paneles solares y baterías
Autores: Martínez-Caballero, Luis; Kot, Radek; Milczarek, Adam; Malinowski, Mariusz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Comparación de técnicas de gestión de almacenamiento de energía para un sistema residencial conectado a la red suministrado por paneles solares y baterías
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Tecnologías de almacenamiento de energía
Recursos energéticos distribuidos
Sistemas de gestión energética
Sistema fotovoltaico y de batería
Algoritmo genético
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El uso de fuentes de energía renovable (FER) como la energía eólica y solar está aumentando rápidamente para satisfacer la creciente demanda de electricidad. Sin embargo, la naturaleza intermitente de las FER plantea un desafío a la estabilidad de la red. Las tecnologías de almacenamiento de energía (SAE) ofrecen una solución al agregar flexibilidad al sistema. Con la aparición de recursos energéticos distribuidos (RED) y la transición a sistemas eléctricos basados en prosumidores, los sistemas de gestión energética (SGE) se han vuelto cruciales para coordinar la operación de diferentes dispositivos y optimizar la eficiencia y funcionalidad del sistema. Este documento presenta un SGE para un sistema fotovoltaico (FV) residencial y de baterías que aborda dos funcionalidades diferentes: minimización del costo energético y maximización del autoconsumo. El SGE propuesto tiene en cuenta los requisitos operativos de los dispositivos y sus controladores de nivel inferior. Se utiliza un algoritmo genético (AG) para resolver los problemas de optimización, asegurando un Estado de Carga (EC) deseado al final del día basado en el pronóstico del día siguiente, sin discretizar las transiciones de EC permitiendo un espacio de búsqueda continuo. Se destaca la importancia de cumplir con las especificaciones de operación del fabricante para evitar la degradación prematura de la batería, y se realiza un análisis comparativo con una solución basada en tarifas simples, evaluando el costo total, el intercambio de energía y la potencia máxima. Se realizan pruebas en un modelo detallado, donde se consideran Convertidores de Electrónica de Potencia (CEP) y sus controladores locales junto con el SGE.
Descripción
El uso de fuentes de energía renovable (FER) como la energía eólica y solar está aumentando rápidamente para satisfacer la creciente demanda de electricidad. Sin embargo, la naturaleza intermitente de las FER plantea un desafío a la estabilidad de la red. Las tecnologías de almacenamiento de energía (SAE) ofrecen una solución al agregar flexibilidad al sistema. Con la aparición de recursos energéticos distribuidos (RED) y la transición a sistemas eléctricos basados en prosumidores, los sistemas de gestión energética (SGE) se han vuelto cruciales para coordinar la operación de diferentes dispositivos y optimizar la eficiencia y funcionalidad del sistema. Este documento presenta un SGE para un sistema fotovoltaico (FV) residencial y de baterías que aborda dos funcionalidades diferentes: minimización del costo energético y maximización del autoconsumo. El SGE propuesto tiene en cuenta los requisitos operativos de los dispositivos y sus controladores de nivel inferior. Se utiliza un algoritmo genético (AG) para resolver los problemas de optimización, asegurando un Estado de Carga (EC) deseado al final del día basado en el pronóstico del día siguiente, sin discretizar las transiciones de EC permitiendo un espacio de búsqueda continuo. Se destaca la importancia de cumplir con las especificaciones de operación del fabricante para evitar la degradación prematura de la batería, y se realiza un análisis comparativo con una solución basada en tarifas simples, evaluando el costo total, el intercambio de energía y la potencia máxima. Se realizan pruebas en un modelo detallado, donde se consideran Convertidores de Electrónica de Potencia (CEP) y sus controladores locales junto con el SGE.