Comparación de modelos para la estimación de la vida útil de las baterías de ión de litio

El objetivo de este trabajo es recopilar información acerca de modelos para la estimación de la vida útil de las baterías de litio. Cada uno de los modelos de estudio que se recopilen se implementarán en la simulación de sistemas fotovoltaicos autónomos. Posteriormente se estudiarán diferentes casos de sistemas fotovoltaicos mediante todos los modelos implementados, sacando conclusiones acerca de los que más se ajustan a la realidad, y de si es rentable el almacenamiento energético en baterías de ion de lito frente a las de plomo ácido

Análisis de la red de alta tensión de Tenerife mediante PowerWorld

En el presente trabajo se realiza un análisis de la red de alta tensión de Tenerife. Para ello se modela la red en PowerWorld a partir de datos de Red eléctrica de España y Gobierno de Canarias. También se estudia la estructura de la generación y las posibles mejoras de este sistema

Análisis de sistemas aislados basados en fuentes renovables

Análisis del suministro eléctrico a sistemas aislados de la red (instalaciones aisladas tipo granja, vivienda, refugio de montaña y vivienda rural destinada al turismo)situadas en diferentes localizaciones geográficas de España, evaluando las distintas alternativas: sistemas fotovoltaicos, eólicos o diésel con baterías y sistemas híbridos

Evaluación de un modelo de envejecimiento de baterías de litio aplicadas a sistemas aislados de energías renovables

La problemática generada por el crecimiento de la demanda energética centra la atención de la sociedad en la necesidad de un cambio de paradigma en torno a la energía que consumimos y como afecta a nuestro entorno. Es necesaria una transición energética racional que promueva la utilización de energías renovables (eólica, fotovoltaica, termo solar…etc.) y que impulse el compromiso de la sociedad ante el objetivo de obtener una energía no contaminante, fiable y universal. Este importante desafío está compuesto por muchos factores. Uno de los más importantes es el almacenamiento energético. Para ello en este trabajo se evaluará el comportamiento de un tipo de batería (ión litio). Se espera por tanto que este proyecto permita la mejora en el desarrollo de este tipo de tecnología. Para enfocar este objetivo se reproducirá el modelo de Astaneh et al., 2018 [1] publicado en International Journal of Electrical Power & Energy Systems en el que se plantea la formulación matemática del comportamiento de una batería ión-litio en diferentes instalaciones fotovoltaicas aisladas y se analizará su comportamiento. El objetivo es realizar un estudio de la vida útil de un banco de baterías ión-litio en diferentes escenarios y con diferentes elementos que aporte un punto de vista esclarecedor sobre su comportamiento. Para ello se enumerarán los diferentes elementos que componen la instalación fotovoltaica realizando una explicación sobre su funcionamiento y detallando los diferentes tipos que podemos encontrar. Se mostrará y se desarrollará una breve explicación del modelo matemático en el que se basa este trabajo para entender su funcionamiento. Esto se realizará con el apoyo de diagramas y ecuaciones que faciliten su comprensión. A continuación se mostrará la validación del modelo en cuestión con respecto al trabajo de Astaneh et al., 2018 [2]. Se presentarán diferentes simulaciones para distintos casos en diferentes localizaciones y con diferentes configuraciones en la instalación. Se evaluarán las llamadas “variables en observación” y su impacto en la longevidad de las baterías para cada uno de los escenarios presentados. Para finalizar, una vez obtenidos los resultados de las diferentes simulaciones, se detallarán las conclusiones oportunas que nos indiquen las situaciones más favorables para dotar de una mayor vida útil este tipo de baterías

Análisis tecno-económico de la incorporación de almacenamiento a parques eólicos.

La preocupación mundial sobre las energías está creciendo rápidamente, además, el deseo de sustitución de los combustibles fósiles hace que las energías renovables estén en su máximo apogeo. Por esta razón, en el presente trabajo se muestra la historia, presente y futuro de las energías sostenibles y la eólica en particular, a nival nacional e internacional, llegando a un punto clave: la necesidad de almacenar dicha energía debido a la intermitencia de estas fuentes. En la actualidad, se están desarrollando diferentes tecnologías para potenciar la incorporación del almacenamiento en las instalaciones de generación. Tras un análisis de éstas, se consideran las baterías de ion de litio como la mejor solución hasta el momento para ejecutar el objetivo principal. Con la finalidad de estudiar esta posible integración de almacenamiento y generación, se ha utilizado el software “MHOGA”, con el que se realizarán simulaciones implementando un parque eólico convencional de tamaño medio con baterías, para ver su resultado tanto técnico como económico. En primer lugar, el estudio se centrará en analizar las simulaciones de un parque de aerogeneradores sin almacenamiento en varias localizaciones, viendo así los resultados tanto energéticos como económicos producidos a lo largo de su vida útil en los distintos lugares. Después, se añadirá al parque eólico el almacenamiento, gracias al cual, se conservará en las baterías toda la energía que no se vierta a la red para venderla cuando mayor beneficio económico suponga. Con el objetivo de un análisis más profundo, a las anteriores simulaciones se les harán modificaciones en sus variables clave para ver de qué manera afectan. Todo ello será estudiado y comparado, obteniendo de esta manera claras conclusiones acerca de la incorporación de almacenamiento a los parques eólicos.<br /

Estudio de la influencia de la modelización de las baterías en el diseño de sistemas basados en fuentes renovables aislados de la red eléctrica

El objetivo de este trabajo consiste en la comparación de distintos modelos para la vida de las baterías de plomo-ácido. Este tipo de baterías son las generalmente utilizadas en instalaciones aisladas fotovoltaicas (PV) e híbridas PV-diésel con almacenamiento energético en baterías. Los modelos a estudio en este trabajo son tres: dos métodos clásicos, Ah ciclos equivalentes y Ah Rainflow y un método más complejo, Schiffer. Antes de realizar las simulaciones con el programa iHOGA 2.2 +PRO se ha estudiado el funcionamiento de dichos métodos por separado

Evaluación técnico económica de la generación termoeléctrica (efecto Seebeck) en sistemas aislados de la red eléctrica

En este TFM se ha realizado un estudio sobre el estado del arte de los generadores termoeléctricos (TEG), en el que se expone el estado del arte, sus propiedades, las aplicaciones más extendidas y algunos ejemplos comerciales de módulos termoeléctricos.Se ha observado que a pesar de sus múltiples ventajas, su uso sigue siendo residual en la actualidad. Aunque, por otra parte en muchos sectores del mercado, las compañías están trabajando en el desarrollo de estos equipos para su futura implementación.Se han realizado varios estudios de optimización de un sistema híbrido por medio del software iHoga para una casa aislada de la red eléctrica situada en Lanuza (Huesca), Red Devil (Alaska), Camboya; en el que uno de los componentes del sistema escogido por el programa es el TEG.<br /

Evaluación de la red de transporte de Mallorca y nuevas instalaciones renovables

En este trabajo se evalúa la capacidad de la red eléctrica de transporte de Mallorca para soportar la instalación de nuevas fuentes de generación renovable. Para ello, se calculan los parámetros eléctricos de las líneas existentes y se introducen todas las infraestructuras (con sus parámetros) del sistema eléctrico mallorquín en el programa de simulación Powerworld. Posteriormente, se realiza el análisis y la comparación de varios escenarios consistentes en diferentes formas de implementación de energía renovable

Análisis comparativo de diferentes fuentes de datos de irradiación, viento y temperatura

A lo largo de la historia, la civilización ha mantenido una constante búsqueda de distintas fuentes de la energía que abastezcan nuestras necesidades con el máximo de los beneficios posibles. Entre las numerosas formas de obtención de la energía eléctrica, destaca en los últimos años, el gran auge de la energía renovable (fundamentalmente la hidroeléctrica, eólica y solar fotovoltaica) colocándose como la forma de energía más prometedora del futuro dando un gran número de ventajas económicas y medioambientales.Las reservas de combustibles fósiles están llegando a sus mínimos y a su vez problemas medioambientales como el calentamiento global, el deshielo polar o el cambio climático, entre otros, están provocando el deterioro del medioambiente.Es por ello que algunas fuentes renovables como la solar y la eólica se posicionan como la energía del futuro teniendo un gran peso en la industria actual. Para poder estimar la generación eléctrica fotovoltaica y eólica es necesario conocer la irradiación, el viento y la temperatura.En este trabajo se analizarán estos tres conceptos meteorológicos. Para ello, se hará uso de dos grandes bases de datos como son la NASA y Renewable.Ninja, cuyas metodologías para la obtención de los datos de irradiación, viento y temperatura (explicadas en artículos científicos) se estudiarán realizando un estudio comparativo entre ambas bases de datos en su funcionamiento y su efectividad.Nos ayudaremos con la descarga de datos de estas dos bases de datos de temperatura, irradiación y viento desde el año 2012 hasta el 2018 para 16 ciudades españolas y 5 ciudades brasileñas para visualizar y estudiar la diferencia en los datos obtenidos con cada base de datos y ver así su efectividad en nuestro país así como en un país alejado de la Unión Europea.Para ayudarnos en la comparativa, se realizará el cálculo de distintos parámetros para cada fenómeno meteorológico como por ejemplo medias, máximos y mínimos, desviaciones típicas, factor de correlación, factor de forma… y ver así la distribución gráfica a lo largo de cada año. A su vez se podrá ver si la temperatura, por ejemplo, sigue una distribución similar cada año o por el contrario se está detectando un cambio con el paso de los años por diversos factores.Por último se procederá a un estudio final de ambas bases mediante el uso del software iHOGA con el que se realizará una comparativa en la optimización de sistemas híbridos de energías renovables de algunos casos de estudio utilizando las dos bases de datos, viendo las diferencias en cuanto a producción energética y coste utilizando una base de datos o la otra.<br /

Evaluación técnico-económica de las diversas posibilidades de balance neto energético y económico fotovoltaico

El presente trabajo comprende un análisis técnico-económico de las distintas posibilidades y situaciones de balance neto energético (Net metering) o económico (facturación neta o Net billing) en una instalación de autoconsumo para una vivienda conectada a red, con el objetivo de analizar si es rentable disponer de autoconsumo en dicha vivienda, y en caso afirmativo, determinar la configuración óptima.En primer lugar se ha estudiado la situación actual del autoconsumo, que en los últimos meses ha experimentado importantes cambios a nivel de normativa y de leyes. Se ha hecho una revisión del último Real Decreto Ley aprobado con respecto al autoconsumo confirmando que plantea un escenario más favorable al desarrollo de las instalaciones solares fotovoltaicas para autoconsumo, ya que permite compensar excedentes, elimina algunos peajes, simplifica trámites y permite una nueva modalidad como es el autoconsumo colectivo.La vivienda analizada en el trabajo se trata de una vivienda real conectada a red, con datos reales diarios de consumo eléctrico y de irradiancia solar sobre la misma. En base a esos datos y a especificaciones técnicas de los fabricantes de los equipos escogidos, se ha diseñado una instalación acorde a las necesidades de la vivienda y se ha estimado su rentabilidad a largo plazo utilizando un software específico para ello como es iHOGA PRO+ confirmando que el dimensionamiento es correcto y económicamente viable frente a otras posibles configuraciones también calculadas. Los datos económicos de costes, así como las variables utilizadas en los cálculos son también reales o están tomados a partir de referencias de artículos o datos oficiales.Dado que el escenario económico es cambiante, también se ha realizado un análisis de sensibilidad de la viabilidad económica de la instalación en función de diferentes variables que afectan al coste total de la inversión como pueden ser: el mecanismo de compensación de los excedentes generados, el precio de la electricidad o la inclinación de los paneles. Los resultados de este análisis de sensibilidad evidencian también el correcto dimensionado de la instalación y el impacto positivo que tiene disponer de autoconsumo fotovoltaico, ya que en la mayoría de ellos supone un ahorro frente al consumo convencional en la vivienda. El análisis demuestra también que todavía queda recorrido hacia mayores ahorros si a nivel de normativa se adoptan otros mecanismos de compensación, como el Net metering, o si los costes de instalación siguen la evolución esperada hacia valores más bajos.<br /