Resumen
Como es conocido, la energía solar es un tipo de energía renovable que por su naturaleza se encuentra intrínsecamente influenciada por la variabilidad del recurso según sean las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar. Para contrarrestar dicha variabilidad en la generación, se puede recurrir a tecnologías de almacenamiento como baterías. Estas facilitan la integración de esta energía a la red y la alimentación de las cargas en momentos de baja generación fotovoltaica (FV). En este artículo, se realiza un análisis técnico y económico de un sistema FV que cuenta con almacenamiento de energía por medio de baterías. Para ello, se desarrolla un modelo de un sistema fotovoltaico con y sin almacenamiento de energía, como comparación, para un sistema residencial con tarifa residencial plana. A partir del análisis generado, los resultados obtenidos indican que en términos económicos, es más rentable la instalación de sistemas operando únicamente con módulos fotovoltaicos (basado en el tiempo de retorno de inversión descontado). Por otra parte, a nivel energético los sistemas FV con almacenamiento por medio de baterías, permiten un mayor aprovechamiento de la energía fotovoltaica capaz de extraer el sistema, como es evidenciado por medio de las métricas de autoconsumo y autarquía. Así, este artículo, contribuye al análisis de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía por medio de baterías, una tecnología relativamente nueva en el país, colaborando con la generación de conocimiento de sistemas que se prevé cambie sustancialmente los sistemas de eléctricos.
Citas
MINAE, Estadísticas de Generación Distribuida – Dirección de Energía. https://energia.minae.go.cr/?page_id=2068. (Accesado en Jul. 10 de 2022).
V.Ramasamy, D. Feldman, J. Desai y R. Margolis, U.S. Solar Photovoltaic System and Energy Storage Cost Benchmarks: Q1 2021, www.nrel.gov/publications. (Accesado en 2021).
N. Narayan, V. Vega-Garita, Z. Qin, J. Popovic-Gerber, P. Bauer y M. Zeman, “The long Ingeniería 33(2): 17-41, Julio-Diciembre, 2023. ISSN: 2215-2652. San José, 41 road to universal electrification: A critical look at present pathways and challenges”, Energies, vol. 13, 3 2020, 1ssN: 19961073. DOI: 10.3390/en13030508.
S. Poddar, J. P. Evans, M. Kay, A. Prasad y S. Bremner, “Estimation of future changes in photovoltaic potential in Australia due to climate change”, Environmental Research Letters, vol. 16, 11 nov. de 2021, ISSN: 17489326. Dor: 10.1088/1748-9326/ac2a64.
V. Vega-Garita, M. F. Sofyan, N. Narayan, L. Ramirez-Elizondo y P. Bauer, “Energy management system for the photovoltaic battery integrated module”, Energies, vol. 11, 12 dic. de 2018, ISSN: 19961073. Dor: 10.3390/en11123371.
W. Marañda, “Diagrams for energy management in renewable energy systems”, en 2017 MIXDES-24th International Conference”Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE, 2017, págs. 475-478.
G. Barchi, G. Miori, D. Moser y S. Papantoniou, “A small-scale prototype for the optimization of PV generation and battery storage through the use of a building energy management system”, en 2018 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering
and 2018 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC/IESCPS Europe), IEEE, 2018, págs. 1-5.
L. Mauler, F. Duffner, W. G. Zeier y J. Leker, “Battery cost forecasting: a review of methods and results with an outlook to 2050”, Energy & Environmental Science, vol. 14, n. 9, 2021. DOI: 10.1039/d1ee01530c.
V. Vega-Garita, A. Hanif, N. Narayan, L. Ramirez-Elizondo y P. Bauer, “Selecting a suitable battery technology for the photovoltaic battery integrated module”, Journal of Power Sources, vol. 438, 2019, Issn: 03787753. Dor: 10.1016/j.jpowsour .2019.227011.
L. Millet, A. Berrueta, M. Bruch, N. Reiners y M. Vetter, “Extensive analysis of photovoltaic battery self-consumption: Evaluation through an innovative district case-study”, Applied Physics Reviews, vol. 6, n.° 2, pág. 021 301, 2019. DOr: 10.1063/1.5049665.
L. Learning, The Payback Method. Lumen, 2021.
K. Jäger, O. Isabella, A. H. Smets, R. Van Swaaij y M. Zeman, Solar Energy: The physics and engineering of photovoltaic conversion, technologies and systems. UTT Cambridge, 2016.
C.S. INC, Canadian_Solar-Datasheet- HiKu_CS3L-MS-(1000V 65 1500V)_EN, CanadianSolar.com. (Accesado en Jun. 2022).
J. A. Duffie y W. A. Beckman, Wiley: Solar Engineering of Thermal Processes, 4th Edition - John A. Duffie, William A. Beckman. 2013, pág. 936, ISBN: 9780470873663. dirección: http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0470873663. html.
I. C. de Electridad, “Plan de expansión de la generación eléctrica 2018 - 2034”, 2019. dirección: WWW. grupoice.com.
C. N. de Fuerza y Luz (CNFL), “Servicios Eléctricos para Inmuebles-Tarifas Vigentes”, 2021. dirección: https://www.cnfl.go.cr/servicios/electricos/inmuebles/tramites/tarifas
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