Hidrógeno vs. batería en la operación a largo plazo. Una comparativa entre estrategias de gestión energética para microredes renovables híbridas
Autores: Monforti Ferrario, Andrea; Vivas, Francisco José; Segura Manzano, Francisca; Andújar, José Manuel; Bocci, Enrico; Martirano, Luigi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Hidrógeno vs. batería en la operación a largo plazo. Una comparativa entre estrategias de gestión energética para microredes renovables híbridas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Demanda de energía
Fuentes de energía renovable
Sistemas de almacenamiento de energía
Sistemas de hidrógeno
Sistemas de gestión de energía
Operación de microrredes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El crecimiento de la demanda energética mundial en las últimas décadas en relación con la intensidad energética y la demografía es claro. Al mismo tiempo, se busca utilizar fuentes de energía renovable para cumplir con los objetivos de descarbonización, pero la estocasticidad de los sistemas de energía renovable genera una creciente necesidad de sistemas de gestión para suministrar dicho volumen de energía garantizando, al mismo tiempo, la seguridad y fiabilidad de las microrredes. Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) distribuidos localmente pueden proporcionar la capacidad para desacoplar temporalmente la producción y la demanda. En este sentido, los ESS más implementados en distritos energéticos locales son las baterías electroquímicas de pequeña y mediana escala. Sin embargo, los sistemas de hidrógeno son viables para almacenar mayores cantidades de energía gracias a su alta densidad energética intrínseca. Para igualar la generación, la demanda y el almacenamiento, los sistemas de gestión energética (EMS) se vuelven cruciales. Este trabajo compara dos estrategias para un sistema de gestión energética basado en prioridad de hidrógeno vs. prioridad de batería para la operación de una microrred renovable híbrida. El rendimiento general de las dos estrategias mencionadas se compara en la operación a largo plazo a través de un conjunto de parámetros de evaluación definidos por la carga no satisfecha, la eficiencia de almacenamiento, las horas de operación y la energía acumulada. Los resultados muestran que la estrategia de prioridad de hidrógeno permite que la microrred se dirija hacia la operación en isla porque ahorra una mayor cantidad de energía, mientras que la estrategia de prioridad de batería reduce la eficiencia energética en el ciclo de almacenamiento. La principal contribución de este trabajo radica en la demostración de que los EMS convencionales para la operación de microrredes basados en la estrategia de prioridad de batería deben convertirse en prioridad de hidrógeno para mantener la fiabilidad e independencia de la microrred en la operación a largo plazo.
Descripción
El crecimiento de la demanda energética mundial en las últimas décadas en relación con la intensidad energética y la demografía es claro. Al mismo tiempo, se busca utilizar fuentes de energía renovable para cumplir con los objetivos de descarbonización, pero la estocasticidad de los sistemas de energía renovable genera una creciente necesidad de sistemas de gestión para suministrar dicho volumen de energía garantizando, al mismo tiempo, la seguridad y fiabilidad de las microrredes. Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) distribuidos localmente pueden proporcionar la capacidad para desacoplar temporalmente la producción y la demanda. En este sentido, los ESS más implementados en distritos energéticos locales son las baterías electroquímicas de pequeña y mediana escala. Sin embargo, los sistemas de hidrógeno son viables para almacenar mayores cantidades de energía gracias a su alta densidad energética intrínseca. Para igualar la generación, la demanda y el almacenamiento, los sistemas de gestión energética (EMS) se vuelven cruciales. Este trabajo compara dos estrategias para un sistema de gestión energética basado en prioridad de hidrógeno vs. prioridad de batería para la operación de una microrred renovable híbrida. El rendimiento general de las dos estrategias mencionadas se compara en la operación a largo plazo a través de un conjunto de parámetros de evaluación definidos por la carga no satisfecha, la eficiencia de almacenamiento, las horas de operación y la energía acumulada. Los resultados muestran que la estrategia de prioridad de hidrógeno permite que la microrred se dirija hacia la operación en isla porque ahorra una mayor cantidad de energía, mientras que la estrategia de prioridad de batería reduce la eficiencia energética en el ciclo de almacenamiento. La principal contribución de este trabajo radica en la demostración de que los EMS convencionales para la operación de microrredes basados en la estrategia de prioridad de batería deben convertirse en prioridad de hidrógeno para mantener la fiabilidad e independencia de la microrred en la operación a largo plazo.