Como almacenamiento de energía renovable generación, la energía eólica presenta una volatilidad y una intermitencia diferentes de las de las fuentes de energía convencionales, como la energía térmica y la hidroeléctrica. El funcionamiento a gran escala conectado a la red repercutirá en la estabilidad de la red eléctrica. El desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía ofrece una solución eficaz para la conexión a gran escala de la energía eólica a la red y la mejora del rendimiento de la energía eólica. Algunos sistemas comerciales de almacenamiento de energía también lo utilizan.
A medida que aumenta la capacidad instalada de energía eólica y se amplía su escala, es necesario instalar almacenamientos con buenas características de respuesta dinámica, larga vida útil y alta fiabilidad. Los dispositivos energéticos pueden proporcionar un rápido apoyo de potencia activa, mejorar la capacidad de regulación de frecuencia de la red eléctrica, resolver eficazmente los problemas de aleatoriedad y volatilidad de la energía eólica y mejorar en gran medida la capacidad de aceptación de la red. Hoy presentaremos almacenamiento de energía eólica en detalle.
¿Qué es el almacenamiento de energía eólica?
El almacenamiento de energía eólica se refiere a los diversos métodos y tecnologías utilizados para almacenar la energía generada por las turbinas eólicas para su uso posterior. Dado que el viento es una fuente de energía intermitente, su disponibilidad fluctúa en función de las condiciones meteorológicas. Por lo tanto, almacenar el exceso de energía generada durante los periodos de alta velocidad del viento permite su utilización cuando la velocidad del viento es baja o durante los periodos de máxima demanda.
Ventajas del almacenamiento de energía eólica
1. Equilibrar el suministro de energía y mejorar la calidad y la capacidad de suministro de energía eólica a las empresas consumidoras de energía.
La energía eólica es intermitente e inestable, mientras que los equipos de producción de electricidad se esfuerzan por funcionar de forma continua, uniforme y en condiciones óptimas para lograr una alta eficiencia y una gran calidad de producción. Almacenamiento de energía a escala de red pueden desempeñar este papel. Cuando el viento es fuerte y la electricidad es alta, se lleva a cabo el almacenamiento de electricidad a gran escala. Cuando el viento es pequeño y la electricidad escasa, el equipo de almacenamiento de energía puede reponerse en cualquier momento.
2. Reducir la presión sobre la red eléctrica durante el periodo "valle" y aumentar la capacidad de suministro eléctrico durante el periodo "punta".
La potencia eólica de muchos parques eólicos de nuestro país aumenta después de medianoche, que es el periodo "valle" oficial de la carga de la red. De hecho, la integración de la energía eólica en la red aumenta la carga del "peak shaving" en la red. Especialmente cuando se aplica la tarificación por tiempo de consumo, el precio de la electricidad es muy bajo en el periodo "valle". En ese momento, cuanta más energía eólica se conecte, mayores serán las pérdidas económicas. También se hará más pesada la tarea de las centrales eléctricas de carbón de reducir la generación de electricidad debido a la necesidad de "atenuación de picos" de la red eléctrica. La energía eólica se almacena y luego se conecta a la red, lo que puede reducir en gran medida la presión sobre la red eléctrica durante el periodo "valle" y aumentar la capacidad de suministro eléctrico durante el periodo "punta".
3. Mejorar el valor de uso de la energía eólica
Una vez instalado el dispositivo de almacenamiento de energía en el sistema de generación de energía eólica, parte del exceso de energía eólica se almacenará durante el periodo "valle", de modo que se venderá menos energía eléctrica a la red al "precio medio" del que se ocupa la política nacional, y la energía eléctrica almacenada se venderá durante el periodo "punta". Para la red eléctrica, el precio de la electricidad en la red ya no será el "precio medio" del que se ocupan las políticas nacionales, sino que se elevará al precio de mercado próximo al periodo "punta", mejorando así los beneficios económicos de la propia energía eólica.
4. Los dispositivos de almacenamiento de energía pueden ajustar la potencia reactiva de los parques eólicos
La producción de potencia reactiva de los parques eólicos es inestable, y a veces absorbe potencia reactiva de la red eléctrica, lo que provoca una tensión de red inestable o una mala calidad de la tensión tras la instalación de dispositivos de almacenamiento de energía. Esto mejorará significativamente la producción de potencia reactiva y mejorará en gran medida la calidad de la tensión de la red eléctrica.
Puede verse que, tras configurar un sistema de almacenamiento de energía para la energía eólica, no sólo puede mejorar la calidad y la eficiencia de funcionamiento de la conexión a la red de la energía eólica, sino también reducir en cierta medida la presión de carga máxima del sistema.
Análisis de las ventajas del almacenamiento de energía eólica
Para medir mejor los costes y beneficios del almacenamiento de energía eólica, se considera dinámicamente el valor de la inversión, es decir, el valor temporal de los fondos. El método de comparación de planes mediante valores anuales iguales se denomina método del valor anual igual. El método del igual valor anual es el más utilizado en la evaluación económica.
El aumento del coste del almacenamiento de energía eólica incluye principalmente: el coste fijo del equipamiento del sistema de almacenamiento de energía K, que está relacionado principalmente con la capacidad y la potencia de descarga del sistema de almacenamiento de energía configurado. El aumento de los ingresos B tras equipar el parque eólico con un sistema de almacenamiento de energía se obtiene principalmente a través del bajo almacenamiento y la alta generación del sistema de almacenamiento de energía.
Los ingresos anuales tras equipar el parque eólico con un sistema de almacenamiento de energía pueden expresarse del siguiente modo:
AW=-K(A,P,i,n)+B-C
En la fórmula AW - los ingresos anuales del parque eólico;
K - coste único de inversión
I - tipo de descuento
N - Vida útil del proyecto
B-Ingresos anuales del proyecto
C-Coste anual de explotación del proyecto.
Cuando se utilizan valores anuales iguales para la evaluación económica, el programa es económicamente deseable sólo si AW ≥ 0, y el valor de i debe ser mayor que el tipo de interés actual de los depósitos bancarios.
La instalación de equipos de almacenamiento de energía puede suavizar la producción de los parques eólicos, lo que tiene un fuerte impacto en la mejora de la estabilidad de la red, la calidad de la energía y la supresión de las oscilaciones de baja frecuencia del sistema eléctrico. Para animar a los parques eólicos a instalar equipos de almacenamiento de energía, se puede implantar un acceso a la red segmentado por picos y valles. El método del precio de la electricidad puede mejorar los beneficios económicos de la instalación de dispositivos de almacenamiento de energía en los parques eólicos.
Desde la perspectiva de los parques eólicos, una menor generación de energía durante los periodos valle puede aumentar los ingresos totales por electricidad. Sin embargo, los parques eólicos sin dispositivos de almacenamiento de energía sufrirán pérdidas debidas a los parques eólicos. La diferencia entre las características de producción y las características de carga se traduce en facturas de electricidad más bajas.
Entre los muchos métodos de almacenamiento de energía, las pilas de litio tienen una gran energía específica, pueden descargarse con una corriente y una potencia elevadas, no producen contaminación por descarga, vibración ni ruido, lo que es beneficioso para la protección del medio ambiente y casi no tienen fenómeno de autodescarga.
El almacenamiento de gran capacidad puede lograrse fácilmente mediante la conexión en serie. Estas ventajas hacen que almacenamiento de energía en baterías de iones de litio uno de los métodos con mayor potencial de desarrollo y perspectivas de aplicación en las actuales aplicaciones de almacenamiento de energía eólica.
Aplicaciones del almacenamiento de energía eólica
Las aplicaciones específicas incluyen, entre otros, los siguientes aspectos:
- Sistema de microrredes: El almacenamiento de energía eólica puede aplicarse a sistemas de microrredes para proporcionar un suministro eléctrico estable a zonas alejadas de la red principal.
- Sistema energético urbano: En las ciudades, el almacenamiento de energía eólica puede aplicarse a la generación de energía solar en tejados y a la generación de energía eólica, combinadas con la tecnología de almacenamiento de energía, para proporcionar un suministro de energía limpia.
- Electricidad industrial: El ámbito industrial suele requerir una gran cantidad de electricidad. El almacenamiento de energía eólica puede proporcionar a las empresas industriales un suministro estable de energía renovable y reducir los costes de electricidad.
- Suministro eléctrico rural: En las zonas rurales, el almacenamiento de energía eólica puede ayudar a resolver el problema del suministro insuficiente de energía y mejorar la estabilidad del suministro eléctrico en las zonas rurales.
- Sistema de suministro eléctrico de emergencia: El sistema integrado de almacenamiento de energía eólica también puede utilizarse como sistema de suministro eléctrico de emergencia, por ejemplo para proporcionar suministro eléctrico continuo a instalaciones médicas, centros de rescate, etc. durante desastres naturales o emergencias.
- Viviendas y edificios comerciales inteligentes: En viviendas y edificios comerciales, los sistemas eólicos y de almacenamiento integrados pueden utilizarse para el suministro de energía y combinarse con sistemas de control inteligentes para lograr una gestión inteligente de la energía y mejorar la eficiencia de su utilización.
Los campos de aplicación del almacenamiento de energía eólica están en constante expansión, y con el avance de la tecnologías de almacenamiento de energía y la reducción de costes, se espera que su uso se generalice en el futuro.
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