Viabilidad Tecno-Económica del Control Rápido de Frecuencia de Vehículos de Celdas de Combustible a la Red en Islas No Interconectadas
Autores: Christos, Tziotas; Pompodakis, Evangelos E.; Orfanoudakis, Georgios I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Viabilidad Tecno-Económica del Control Rápido de Frecuencia de Vehículos de Celdas de Combustible a la Red en Islas No Interconectadas
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Enfoque
Vehículos eléctricos de pila de combustible
Activos de soporte a la red
Estabilización de frecuencia
Inversor externo
Viabilidad económica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un enfoque innovador para el control rápido de frecuencia en redes eléctricas aprovechando vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) estacionados, especialmente vehículos pesados como camiones. Equipados con tanques de almacenamiento de hidrógeno y pilas de combustible, estos vehículos pueden ser reutilizados como activos dinámicos de apoyo a la red mientras están estacionados en áreas designadas. Utilizando un sistema de cable e inversor externo, los FCEV inyectan energía en la red al convertir corriente continua de las pilas de combustible en corriente alterna, para ser compatibles con los requisitos de la red. Esta funcionalidad aborda desequilibrios de potencia repentinos, proporcionando una solución rápida y eficiente para la estabilización de frecuencia. El inversor externo del sistema actúa como un centro de control central, monitoreando la frecuencia de la red en tiempo real y dirigiendo a los FCEV para suministrar inercia virtual y reservas primarias a través del control de caída, según sea necesario. Los resultados de simulación validan que los FCEV podrían complementar eficazmente a los generadores térmicos, previniendo caídas de frecuencia inaceptables, reducción de carga y apagones en la red. Un análisis tecnoeconómico demuestra la viabilidad económica del concepto, concluyendo que cada FCEV consume aproximadamente 0.3 kg de hidrógeno por día, incurriendo en un costo diario de alrededor de 1.5 EUR. Para una red insular con una potencia nominal de 100 MW, mantener la estabilidad de frecuencia requiere una flota de 100 FCEV, resultando en un costo diario total de 150 EUR. En comparación con un sistema de batería a escala de red que ofrece servicios de respuesta de frecuencia equivalentes, la solución propuesta es hasta tres veces más rentable, destacando su potencial económico y técnico para la estabilización de la red en sistemas de energía no interconectados ricos en renovables.
Descripción
Este documento presenta un enfoque innovador para el control rápido de frecuencia en redes eléctricas aprovechando vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) estacionados, especialmente vehículos pesados como camiones. Equipados con tanques de almacenamiento de hidrógeno y pilas de combustible, estos vehículos pueden ser reutilizados como activos dinámicos de apoyo a la red mientras están estacionados en áreas designadas. Utilizando un sistema de cable e inversor externo, los FCEV inyectan energía en la red al convertir corriente continua de las pilas de combustible en corriente alterna, para ser compatibles con los requisitos de la red. Esta funcionalidad aborda desequilibrios de potencia repentinos, proporcionando una solución rápida y eficiente para la estabilización de frecuencia. El inversor externo del sistema actúa como un centro de control central, monitoreando la frecuencia de la red en tiempo real y dirigiendo a los FCEV para suministrar inercia virtual y reservas primarias a través del control de caída, según sea necesario. Los resultados de simulación validan que los FCEV podrían complementar eficazmente a los generadores térmicos, previniendo caídas de frecuencia inaceptables, reducción de carga y apagones en la red. Un análisis tecnoeconómico demuestra la viabilidad económica del concepto, concluyendo que cada FCEV consume aproximadamente 0.3 kg de hidrógeno por día, incurriendo en un costo diario de alrededor de 1.5 EUR. Para una red insular con una potencia nominal de 100 MW, mantener la estabilidad de frecuencia requiere una flota de 100 FCEV, resultando en un costo diario total de 150 EUR. En comparación con un sistema de batería a escala de red que ofrece servicios de respuesta de frecuencia equivalentes, la solución propuesta es hasta tres veces más rentable, destacando su potencial económico y técnico para la estabilización de la red en sistemas de energía no interconectados ricos en renovables.