Almacenamiento de energía | Energy storage www.futurenergyweb.es 68 FuturEnergy | Agosto-Septiembre August-September 2019 Durante el proceso de modelado, salieron a la luz varios aspectos importantes del almacenamiento de energía y la tecnología de baterías, especialmente el impacto que el régimen operativo puede tener en el envejecimiento de la batería. Por ejemplo, en las condiciones adecuadas, el envejecimiento de las baterías de Li-ion puede reducirse a una pérdida de capacidad inferior al 1% anual. Esto va acompañado de una ligera pérdida en la eficiencia del ciclo completo de carga y descarga, aunque la capacidad de potencia permanece casi constante. Sin embargo, las baterías de Li-ion pueden envejecer drásticamente si se usan intensamente hasta el punto de abusar de ellas. Por lo tanto, la elección de los puntos de consigna de funcionamiento es fundamental para la duración de la batería y, en consecuencia, para obtener una rentabilidad optimizada. Además, la capacidad del sistema de almacenamiento de energía a lo largo de la vida es un factor importante. Unos ciclos intensos causan una pérdida de capacidad más rápida. Por ejemplo, si un sistema de almacenamiento de energía de 1 MW y 1 MWh se carga completamente y se descarga del 100% al 0% de SOC, tal vez pueda ofrecer 5.000 ciclos, lo que equivale a 5 GWh de suministro total de energía. Sin embargo, si se realizan pequeños ciclos de carga y descarga de alrededor del 5%, la misma batería puede alcanzar 1 millón de ciclos, o 30 GWh, a lo largo de su vida útil. Por tanto, a medida que crece el tamaño de un sistema de almacenamiento de energía para una aplicación, su vida útil también se incrementa, al igual que lo hace su coste de compra. Como resultado, es importante encontrar el punto justo de equilibrio de las prioridades del coste total de propiedad. Afortunadamente para CEC, el funcionamiento del control de frecuencia requiere muchos ciclos pequeños de carga y descarga que pueden producirse al mismo tiempo que la carga o descarga completa. El truco consiste en optimizar los puntos de consigna para los mayores cambios de SOC, por lo que la duración de la batería se conserva mientras se maximiza el ahorro en combustible diésel. Por tanto, si bien los plazos de entrega pueden ser bastante cortos para los proyectos de almacenamiento de energía, vale la pena tomarse el tiempo para especificar correctamente el sistema de almacenamiento de energía, el equipo de conversión de energía y la interfaz de comunicaciones. Basándose en su modelo, CEC estimó unos costes anuales de alrededor de 170.000 $, considerando el coste de material, de diseño y de integración, mano de obra y otros costes. Los cálculos prevén que el ahorro real de combustible en la región será de 35.000 galones al año (132.489 litros al año). Cuando se combinan con otros ahorros, inclusive una reducción del mantenimiento de los grupos electrógenos diésel, los ahorros operativos anuales son de 150.000 $. Progreso definitivo Si bien los costes estimados son inicialmente más altos que los ahorros, la comunidad también se beneficiará de manera global. Se volverá más resistente y menos dependiente del suministro de combustible del exterior. También está buscando opciones para implementar el almacenamiento de la mayor cantidad de energía hidroeléctrica, así como el almacenamiento de energía hidroeléctrica bombeada, con el objetivo de satisfacer el 100% de sus necesidades con energía hidroeléctrica local. Por tanto, el sistema de almacenamiento de energía es una etapa importante en el avance de CEC hacia su propia red inteligente y el futuro de la ciudad inteligente. During the modelling process, several important aspects of energy storage and battery technology came to light, especially the impact the operating regime can have on battery ageing. For example, under the right conditions, the ageing of li-ion batteries can be reduced to a capacity loss of less than 1% per year. This is accompanied by a slight loss in round-trip efficiency, although the power capability remains almost constant. However, li-ion batteries can age catastrophically if used aggressively to the point of abuse. Therefore, the choice of operating set points is critical for battery life and, consequently, an optimised return on investment. In addition, ESS capacity throughout its service life is an important factor. Deep cycling causes a more rapid loss of capacity. For example, if an ESS rated at 1 MW and 1 MWh is completely charged and discharged from 100% to 0% of SOC, it will deliver perhaps 5,000 cycles, equivalent to 5 GWh of total energy delivery. However, if it delivers small charge and discharge cycles of around 5%, the same battery can deliver 1 million cycles, or 30 GWh, over its service life. Therefore, as the size of an ESS for an application grows, its service also increases - but so does its purchase cost. As a result, it is important to find the sweet spot that balances the priorities of total cost of ownership. Fortunately for CEC, frequency control operation requires many small charge and discharge cycles, which can take place at the same time as bulk charging or discharging. The trick is to optimise the set points for the larger SOC swings, so battery life is preserved while also maximising savings in diesel fuel. So, while lead times can be quite short for energy storage projects, it is worth taking time to properly specify the ESS, the power conversion equipment and communications interface. Based on its modelling, CEC estimated some annual costs of around US$170,000, taking into account the cost of hardware, design and integration, labour and other costs. Calculations forecast actual fuel savings will be in the region of 35,000 gallons (132,489 litres) per year. When combined with other savings, including a reduction in maintenance for the diesel gensets, annual operating savings are in the region of US$150,000. Definite progress While estimated costs are initially higher than savings, the community also will benefit at an overall level. It will become more resilient and less reliant on fuel deliveries from the outside world. It is also currently looking at options to implement bulk hydro storage as well as pumped hydro storage, with the aim of meeting 100% of its needs with local hydropower. Thus, the ESS is an important step in CEC progressing toward its own smart grid and smart city future. 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